Hiện tượng phân cực điện môi là hiện tượng xuất hiện các điện tích trên thanh điện môi khi nó đặt trong điện trường ngoài. Khác với hiện tượng điện hưởng ở vật dẫn kim loại, các điện tích xuất hiện ở chỗ nào trên bề mặt thanh điện môi sẽ định xứ ở đó, không di chuyển được. Đó là các điện tích liên kết.

Các điện tích liên kết sẽ gây ra trong lòng thanh điện môi một điện trường phụ E → ′   {\displaystyle {\vec {E}}'\ } làm cho điện trường ban đầu E → 0   {\displaystyle {\vec {E}}0\ } trong thanh điện môi thay đổi. Điện trường tổng hợp trong điện môi khi điện môi bị phân cực là:                                      

E →   = E → 0   + E → ′   {\displaystyle {\vec {E}}\ ={\vec {E}}0\ +{\vec {E}}'\ }

Trong mỗi nguyên tử, các electron luôn chuyển động quanh hạt nhân với vận tốc rất lớn. Tuy nhiên khi xét tương tác giữa các electron của nguyên, phân tử với điện tích hay điện trường bên ngoài ở những khoảng cách khá lớn so với kích thước phân tử, một cách gần đúng, ta có thể coi tác dụng của các electron tương đương với tác dụng của một điện tích tổng cộng –q đứng yên tại một vị trí trung bình nào đó trong phân tử, gọi là tâm của các điện tích âm. Một cách tương tự, ta coi tác dụng của hạt nhân tương đương với điện tích dương +q đặt tại tâm của các điện tích dương.

Tùy theo phân bố các electron quanh hạt nhân mà tâm của các điện tích âm và tâm của các điện tích dương có thể lệch nhau hoặc trùng nhau.

• Trường hợp thứ nhất, mỗi phân tử chất điện môi đã là một lưỡng cực điện.

• Trường hợp thứ hai, phân tử chất điện môi không tự phân thành lưỡng cực điện, nhưng khi đặt phân tử trong điện trường ngoài thì tác dụng của điện trường ngoài luôn làm tâm của các điện tích dương và tâm của cách điện tích âm lệch xa nhau và bản thân phân tử trở thành lưỡng cực điện có mômen điện pe khác 0.
• Trường hợp thứ ba, các phân tử của điện môi có lực tương tác điện là do tính chất đặc trưng của nó, sẽ xảy ra ở hai điện tích dương và điện tích âm hút lực với nhau tạo thành một cực điện có mômen đó sẽ tương tác cường độ điện trường theo mô hình môdun đó