Диэлектики состоят из электрически нейтральных атомов и молекул, свободных зарядов в них нет. Изучим строение нейтральных атомов и молекул.

Рассмотрим простейший атом - водорода. Он состоит из положительно заряженного ядра, в котором соредоточен весь положительный заряд, и электрона, движущегося вокруг ядра. Электрон движется с огромной скоростью, поэтому даже за очень малое время он множество раз оказывается в двух точках, симметричных относительно ядра. Благодаря этому можно считать центром распределения отрицательного заряда центр атома, то есть он совпадает ядром. Таким образом атом можно рассматривать как незаряженную частицу.

Такими же свойствами обладают все вещества, состящие из одинаковых атомов, и многие другие, в основном углеводороды. Эти вещества называют неполярными диэлектриками, в их молекулах центры распределения положительных и отрицательных зарядов совпадают.

Но таковы не все диэлектрики. Рассмотрим атом поваренной соли NaCl. Атом хлора в ней притягивает единственый валентный электрон натрия, вследствие этого молекула является системой двух противополжно заряженных ионов. Система двух связанных противоположных и равных по модулю зарядов называется электрическим диполем. Диполем является, например, молекула воды H₂O. Атомы в ней расположены углом, вершина которого - атом кислорода, центр распределения отрицательного заряда; центр распределения положительного заряда находится между атомами водорода.

Диэлектрики, молекулы которых являются диполями, то есть центры распределения положительного и отрицательного заряда в них не совпадают, называются полярными диэлектриками. К ним относятся вода, соли, спирты и другие вешества ионного строения.

Молекулы полярных диэлектриков участвуют в тепловом движении и поэтому ориентированны хаотически. Каждая молекула создает в некоторой точке пространства, находящейся на расстоянии r под углом a собственное поле напряженностью
           p_e      ________
E=k—— Ц 3cos²α+1, где p_e=ql - дипольный момент молекулы,
           εr³
но, так как они ориентированны хаотически, напряженности этих полей компенсируются и диэлектрик поля не создает.

Поместим полярный диэлектрик в электрическое поле. Его молекулы - диполи, расположенные хаотически. На их положительные полюса действует сила, направленная по линиям напряженности поля, а на отрицательные - сила, направленная против линий напряженности. Электрическое поле оказывает на молекулы ориентирующее действие.

Тепловое движение не прекращается, но вдоль поля ориентированно больше диполей. Смещение положительных и отрицательных зарядов диэлектрика в противоположные стороны называется поляризация. Внутри диэлектрика при этом положительные и отрицательные заряды компенсируют друг друга, но на его поверхности появляется заряд.

Если поместить в электрическое поле неполярный диэлектрик, он тоже поляризуется. Это связано с тем, что под действием поля положительно и отрицательно заряженные частицы, из которых состоят молекулы, немного смещаются. Молекулы растягиваются, центры распределения полжительных и отрицательных зарядов перестают совпадать, но расстояние между ними значительно меньше, чем в полярных диэлектриках, поэтому неполярные диэлектрики поляризуются слабее. Такая поляризация происходит, конечно и в полярных диэлектриках, но поляризация вследствие ориентации диполей в них значительно сильнее.

В результате поляризации на поверхности диэлектрика возникают заряды, поле которых направлено противоположно внешнему. Поэтому внутри диэлектрика поле ослабляется. Напряженность поля внутри данного вещества-диэлектрика уменьшается в определенное число раз. Диэлектрической прониницаемостью среды называется физическая величина, показывающая, во сколько раз напряженность электрического поля в однородном диэлектрике меньше, чем в вакууме.
ε =E/E₀.
Тогда напряженность поля в диэлектрике
E=εE₀,
где E₀ - напряженность внешнего поля.

Так как полярные диэлектрики поляризуются сильнее, то их собственное электрическое поле сильнее, а диэлектрическая проницаемость больше, чем у неполярных. Наибольшую диэлектрическую проницаемость, ε=81, имеет вода, для этилового спирта (тоже полярный диэлекрик) ε=27. Неполярные диэлектрики имеют на порядок меньшую диэлектрическую проницаемость: стекло - от 5 до 10, эбонит - 2,8, керосин - 2,1.