OLED顯示屏由以下各部分組成：
基層（透明塑料，玻璃，金屬箔）——基層用來支撐整個OLED。
有機層——有機層由有機物分子或有機聚合物構成。
陽極（透明）——陽極在電流流過設備時消除電子（增加電子空穴）。
導電層——該層由有機塑料分子構成，這些分子傳輸由陽極而來的空穴。可采用聚苯胺作為OLED的導電聚合物。
發射層——該層由有機塑料分子（不同于導電層）構成，這些分子傳輸從陰極而來的電子;發光過程在這一層進行。可采用聚芴作為發射層聚合物。
陰極（可以是透明的，也可以不透明，視OLED類型而定）——當設備內有電流流通時，陰極會將電子注入電路。
為了形像說明OLED顯示屏結構，可以將每個OLED單元比做一塊漢堡包，發光材料就是夾在中間的蔬菜。每個OLED的顯示單元都能受控制地產生三種不同顏色的光。
OLED的三明治的夾層式結構
一層或者多層有機薄膜沉積在兩個電極之間。OLED的三明治結構是由一薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物（ITO），與電力之正極相連，再加上另一個金屬陰極，包成如三明治的結構。整個結構層中包括了：空穴傳輸層（HTL）、發光層（EL）與電子傳輸層（ETL）。
發光原理
當電力供應至適當電壓時，正極空穴與陰極電荷就會在發光層中結合，產生光亮，光的顏色取決于發射層有機分子類型，依其配方不同產生紅、綠和藍RGB三原色，構成基本色彩。
OLED按驅動方式，主要分為主動式和被動式（AMOLED和PMOLED）。
被動方式下由行列地址選中的單元被點亮。 主動方式下，OLED單元后有一個薄膜晶體管（TFT），發光單元在TFT驅動下點亮。PMOLED較不適合用于顯示動態影像，反應速度相對較慢，較難發展中大尺寸面板，不過相對較為省電；AMOLED則是反應速度較快，并可發展各種尺寸應用，最大可達電視面板需求，但相對被動式較為耗電。
其他OLED分類和應用
包括：透明OLED、頂部發光OLED、可折疊OLED、白光OLED等。
透明OLED
透明OLED只具有透明的組件（基層、陽極、陰極），并且在不發光時的透明度最高可達基層透明度的85%。當透明OLED顯示器通電時，光線可以雙向通過。透明OLED顯示器既可采用被動矩陣，也可采用主動矩陣。這項技術可以用來制作多在飛機上使用的平視顯示器。
頂部發光OLED
頂部發光OLED具有不透明或反射性的基層。它們最適于采用主動矩陣設計。生產商可以利用頂部發光OLED顯示器制作智能卡。
可折疊OLED
可折疊OLED的基層由柔韌性很好的金屬箔或塑料制成。可折疊OLED 重量很輕，非常耐用。它們可用于諸如移動電話和掌上型電腦等設備，能夠有效降低設備破損率，而設備破損是退貨和維修的一大誘因。將來，可折疊OLED有可 能會被縫合到纖維中，制成一種很“智能”的衣服，舉例來說，未來的野外生存服可將電腦芯片、移動電話、GPS接收器和OLED顯示器通通集成起來，縫合在衣物里面。
白光OLED
白光OLED所發白光的亮度、均衡度和能效都要高于日光燈發出的白光。白光OLED同時具備白熾燈照明的真彩特性。我們可以將OLED制成大面積薄片狀，因此OLED可以取代目前家庭和建筑物使用的日光燈。將來，使用OLED有望降低照明所需的能耗。