ダイクロイックフィルターは、狭い範囲で特定の色を選択的に透過させ、他の色を反射させる非常に精度の高いカラーフィルターです。一方、ダイクロイックミラーは、透過する光の色ではなく、反射する光の色によって特徴づ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遮断し、人間が彩度の高い色として知覚する光を作り出します。

ダイクロイックフィルターは薄膜干渉の原理を利用しており、水面に浮かぶ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、油膜の表面から反射される光と、水と接している底面から反射される光があります。底面から反射された光は、上面から反射される光よりもわずかに長い経路を進むため、この遅延によって特定の波長の光が強調され、他の波長の光は打ち消される傾向があり、結果として目に見える色が生じるのです。
ダイクロイックミラーやフィルターでは、干渉を起こすために油膜を用いる代わりに、屈折率の異なる光学コーティング層をガラス基板上に交互に積層します。屈折率の異なる層間の界面では位相反射が生じ、特定の波長の光を選択的に強調し、他の波長の光と干渉します。これらの層は通常、真空蒸着によって形成されます。層の厚さと数を制御することで、通過周波数帯域をフィルターの幅に合わせて調整し、必要に応じて広くしたり狭くしたりできます。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。
同様の二色性プリズムは、白色光を意図的に様々な色帯に分割する場合(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など)にも使用されます。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の方が一般的になっています。