Về nguyên lý màn hình CRT màu giống như màn hình CRT đen trắng tuy cĩ hơi phức tạp vì liên quan đến việc tạo ảnh màu.
Hình vẽ tồn bộ đèn CRT màu, phía loe to ra đằng trước là nơi để nhìn thấy hình nên gọi là màn hình. A là catode gồm 3 sợi bằng vơnfram giống nhau. Khi cho dịng điện đi qua thì nĩng lên phát ra điện tử, nhờ cĩ điện thế cao ở anode C, điện tử được tăng tốc tạo thành tia điện tử đi thẳng đập vào màn D. Như vậy khác với trường hợp đèn hình CRT đen trắng, ở đây catode tạo ra 3 tia điện tử giống nhau đi gần nhau, do chức năng người ta gọi là tia đỏ, tia lục và tia lam. Ngay trước màn D
cĩ 1 lá kim loại mỏng đục thủng đến hàng triệu lỗ nhỏ hình chữ nhật sắp xếp theo hàng cột.
Màn hìnhD là tấm thủy tinh trong suốt mặt trong đối diện với lá đục lỗ
F cĩ phủ hàng triệu chấm phơtpho hình chữ nhật nhỏ cũng xếp theo hàng cột như ở lá kim loại.
Ở đây cĩ sự phối hợp bố trí rất chính xác nhằm đạt những điều kiện sau:
Ba tia điện tử từ catode đi đến lá đục lỗ gần như đồng thời lọt qua từng lỗ một. Các chấm phốtpho phủ ở tấm thủy tinh cũng chia thành từng nhĩm 3 chấm một, 1 chấm phát ra màu đỏ, 1 chấm phát ra màu lục và 1 chấm phát ra màu lam khi cĩ tia điện tử chiếu vào.
3 tia điện tử giống nhau nhưng khác nhau về chức năng: tia đỏ chỉ chiếu vào chấm phốtpho đỏ, tương tự tia lục chỉ chiếu vào chấm phơtpho lục và tia lam chỉ chiếu vào chấp phốtpho lam. Cả 3 chấm ứng với 1 lỗ ở lá đục lỗ tạo thành 1 phần tử ảnh. Nếu cường độ 3 tia điện tử đều mạnh như nhau, 3 chấm phơtpho đỏ, lục, lam sáng như nhau, ta cĩ phần tử ảnh màu trắng. Nếu cả 3 tia điện tử đều tắt (cường độ bằng 0) ta cĩ phần tử ảnh màu đen. Nếu chỉ cĩ 1 tia điện tử, thí dụ tia đỏ cĩ cường độ mạnh cịn 2 tia kia cường độ bằng 0, phần tử ảnh cĩ màu đỏ. Tương tự ta
cĩ phần tử ảnh màu lam, màu lục. Phối hợp điều khiển cường độ các tia, phần tử ảnh sẽ cĩ được các màu cần thiết.
Trong quá trình tạo ảnh, người ta dùng mạch quét để đồng thời cả chùm gồm 3 tia điện tử quét theo hàng, theo cột của các lỗ ở lá đục lỗ và trong khi quét điều khiển cường độ từng tia điện tử đỏ, lục, lam của chùm tia điện tử. Như vậy là điều khiển được việc quét và tạo màu cho các phần tử ảnh, nhờ đĩ nhìn vào màn hình ta thấy đầy đủ các gam màu.