電致變色是一種材料響應于電刺激而顯示出顏色或不透明度變化的現象。這樣，由電致變色材料制成的智能窗可以阻擋特定波長的紫外線、可見光或（近）紅外光。 控制近紅外光透射率的能力可以提高建筑物的能源效率，減少夏季制冷和冬季供暖所需的能量。

由于顏色變化是持久的，只需施加能量即可實現變化，因此電致變色材料用于控制允許通過表面的光量和熱量，最常見的是智能窗戶。 一種流行的應用是在汽車行業中，它用于在各種照明條件下自動為后視鏡著色。

電致變色現象發生在一些既導電又導電離子的過渡金屬氧化物中，例如三氧化鎢（WO3）。 這些氧化物具有氧八面體結構，圍繞中心金屬原子并在角處連接在一起。 這種排列導致在各個八面體片段之間具有隧道的三維納米多孔結構。 這些隧道允許離解的離子在電場的驅動下穿過物質。 用于此目的的常見離子是 H+ 和 Li+。

電場通常由夾在含離子層中間的兩個扁平透明電極引起。 當在這些電極上施加電壓時，當電荷平衡電子在電極之間流動時，兩側之間的電荷差異會導致離子穿透氧化物。 這些電子改變了氧化物中金屬原子的化合價，減少了它們的電荷，如下面的三氧化鎢示例所示：

WO_{3 + n(H+ + e?) → HnWO3}

這是一個氧化還原反應，因為電活性金屬從電極接受電子，形成半電池。 嚴格來說，作為化學單元的電極包括平板以及與其接觸的半導體物質。 然而，術語電極通常僅指平板，更具體地稱為電極基板。

到達氧化層的光子會導致電子在兩個附近的金屬離子之間移動。 光子提供的能量引起電子運動，進而引起光子的光吸收。 例如，對于兩個鎢離子 a 和 b，氧化鎢會發生以下過程：

W5+_{a + W6+b + photon → W6+a + W5+b}

電致變色材料，也稱為生色團，在施加電壓時會影響表面的光學顏色或不透明度。 在金屬氧化物中，氧化鎢（WO3）是研究最廣泛、知名度最高的電致變色材料。 其他包括鉬、鈦和鈮的氧化物，盡管這些在光學上不太有效。

紫精是一類有機材料，正在針對電致變色應用進行深入研究。由于氧化還原反應，這些 4,4'-聯吡啶化合物顯示出無色和深藍色之間的可逆顏色變化。 研究人員可以將它們調成深藍色或深綠色。

作為有機材料，與金屬基系統相比，紫精被視為電子應用的有前途的替代品，后者往往價格昂貴、有毒且難以回收。紫精的可能優勢包括它們的光學對比度、著色效率、氧化還原穩定性、易用性 設計和擴xxx面積準備的潛力。

Gentex Corporation 已將紫精與苯二胺一起使用，該公司已將波音 787 飛機的自動調光后視鏡和智能窗商業化。紫精已與二氧化鈦（TiO2，也稱為二氧化鈦）一起用于制造小型數字顯示器 . 各種導電聚合物也可用于顯示器，包括聚吡咯、PEDOT 和聚苯胺。

許多方法已用于合成氧化鎢，包括化學氣相沉積 (CVD)、濺射、熱蒸發、噴霧熱解（從蒸汽或溶膠-凝膠）和氫化。