ダイクロイックフィルターは、特定の色を透過させながら、狭い範囲で他の色を反射する、非常に高精度なカラーフィルターです。一方、ダイクロイックミラーは、透過する色ではなく、反射する光の色によって特徴付けられる傾向があります。ダイクロイックフィルターは、白色光源からの光をフィルタリングし、人間が高彩度と認識する光を生成します。

ダイクロイックフィルターは薄膜干渉の原理を利用し、水面の油膜と同じ色を作り出します。光が油膜に斜めに当たると、一部の光は油膜の上面で反射し、一部の光は水に接している下面から反射します。下面からの反射光は伝播経路がわずかに長いため、この遅延によって一部の波長は強調され、他の波長は打ち消される傾向があり、結果として目に見える色となります。
ダイクロイックミラーまたはフィルターでは、干渉を起こすために油膜を使用する代わりに、ガラス基板上に屈折率の異なる光学コーティング層を交互に積層します。屈折率の異なる層間の界面は位相反射を生み出し、特定の波長の光を選択的に増幅し、他の波長の光と干渉させます。これらの層は通常、真空蒸着によって追加されます。層の厚さと数を制御することで、フィルターの幅に合わせて通過帯域を調整し、必要に応じて広げたり狭めたりすることができます。不要な波長は吸収されるのではなく反射されるため、ダイクロイックフィルターは動作中にこの不要なエネルギーを吸収せず、通過帯域内のエネルギーが過剰になることはありません。
同様のダイクロイックプリズムは、白色光を意図的に様々な色帯域に分割する用途(例えば、カラービデオプロジェクターやカラーテレビカメラ)に使用されます。しかし、現在では、単一のCCDアレイ上の個々のピクセルをフィルタリングするために、吸収フィルターのアレイを備えたカメラが一般的になっています。

蛍光顕微鏡では、ダイクロイック フィルターはビーム スプリッターとして機能し、励起周波数の照明を直接サンプルに向け、アナライザーで同じ励起周波数を拒否しますが、特定の発光周波数は通過させます。
一部の LCD プロジェクターでは、プリズムの代わりに二色フィルターを使用して、電球からの白色光を 3 つの LCD ユニットを通過する前に 3 色に分割します。
旧式のDLPプロジェクターは、通常、白色光源をカラーホイールを通して伝送します。カラーホイールは、二色性フィルターを用いて色を高速に切り替え、(単色の)デジタルマイクロミラーデバイスを通して送信します。新型のプロジェクターでは、レーザー光源またはLED光源を使用して、必要な波長の光を直接放射する場合があります。
レーザー高調波分離器として使用されます。選択的なスペクトル反射と透過により、周波数逓倍レーザーシステムの様々な高調波成分を分離します。
ダイクロイックフィルターは、高出力照明製品のゴボの作成にも使用されます。最大4枚のカラフルなダイクロイックフィルターを重ねて、写真を作成できます。
カメラ引伸機のカラーヘッドは、二色性フィルターを使用してプリントの色バランスを調整します。