內盛某種液體（如硝基苯）的玻璃盒子稱為克爾盒，盒內裝有平行板電容器，加電壓后產生橫向電場。克爾盒放置在兩正交偏振片之間。無電場時液體為各向同性，光不能通過P2。存在電場時液體具有了單軸晶體的性質，光軸沿電場方向，此時有光通過P2（見偏振光的干涉）。實驗表明 ，在電場作用下，主折射率之差與電場強度的平方成正比。
電場改變時，通過P2的光強跟著變化，故克爾效應可用來對光波進行調制。液體在電場作用下產生極化，這是產生雙折射性的原因。電場的極化作用非常迅速，在加電場后不到10-9秒內就可完成極化過程，撤去電場后在同樣短的時間內重新變為各向同性。克爾效應的這種迅速動作的性質可用來制造幾乎無慣性的光的開關——光閘，在高速攝影、光速測量和激光技術中獲得了重要應用。