Contrairement à la plupart des écrans conventionnels, qui émettent de la lumière (c'est-à-dire qu'ils sont rétroéclairés), les écrans e-paper reflètent généralement la lumière ambiante. La technologie du papier électronique est basée sur le principe de l'électrophorèse et utilise de l'encre électronique sous forme de particules chargées dans des microcapsules. Les capsules, d'une taille d'environ 40 micromètres, contiennent des pigments blancs et noirs avec des charges différentes. Une tension électrique est utilisée pour déplacer les pigments blancs et noirs vers la surface de l'écran ou vers l'arrière-plan. Les pigments situés au-dessus sont alors visibles pour l'observateur.
Il est possible d'afficher jusqu'à 16 nuances de gris. Pour ce faire, la tension électrique est contrôlée de manière à ce que seule une certaine proportion des pigments de chaque couleur atteigne la surface. Les représentations colorées sont rendues possibles soit par des filtres de couleur, soit par des pigments colorés supplémentaires dans les capsules.
L'une des principales caractéristiques de cette technologie est qu'une fois qu'une image a été générée, elle reste visible sans alimentation électrique; l'alimentation n'est nécessaire que pour modifier le contenu de l'image. Par rapport à d'autres technologies d'affichage, il faut toutefois beaucoup de temps pour modifier l'image, c'est pourquoi les écrans e-paper sont particulièrement adaptés aux images statiques et au texte.
