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  電極化強度 P 定義為電介質單位體積 "V" 內的電偶極矩 p 的平均值:  可以理解為在材料區域內電偶極子的強度和對齊程度。這個定義很容易推廣到解析定義,即電極化就是電偶極矩微元 "d"p 與體積微元 "dV" 的比值:  這反過來便能匯出電極化的物體的電偶極矩的一般表示式:  這表明 P-場與磁化強度 M-場是完全類似的:  對於由一個外加電場引起的 P 值的計算,必須已知電介質的電極化率 χ(見下文)。

  束縛電荷是束縛於電介質內部某微觀區域的電荷。這微觀區域指的是像原子或分子一類的區域。自由電荷是不束縛於電介質內部某微觀區域的電荷。電極化會稍微改變物質內部的束縛電荷的位置,雖然這束縛電荷仍舊束縛於原先的微觀區域,但這會形成一種不同的電荷密度,稱為「束縛電荷密度」formula_5:  注意剛才研究的是電偶極子中伸出介面的那部分,原微觀區域的束縛電荷符號相反,故有負號。  總電荷密度formula_7是「自由電荷密度」formula_8與束縛電荷密度的總和:  在電介質的表面,束縛電荷以表面電荷的形式存在,其表面密度稱為「面束縛電荷密度」formula_10:  其中,formula_12是從電介質表面往外指的法向量。假若,電介質內部的電極化強度是均勻的,formula_13是個常數向量,則formula_5等於0,這電介質所有的束縛電荷都是面束縛電荷。  假設電極化強度含時間,則束縛電荷密度也含時間,因而產生了「電極化電流密度」formula_15 (A/m):  那麼,電介質的總電流密度formula_17是  其中,formula_19是「自由電流密度」,formula_20是「束縛電流密度」,formula_21是磁化強度。  「自由電流」是由外處進來的電流,不是由電介質的束縛電荷所構成的電流。「束縛電流」是由電介質束縛電荷產生的磁偶極子所構成的電流,一個原子尺寸的現象。

  電極化強度formula_13、電場formula_23、電位移formula_24,這三個向量的關係式為一個定義式:  其中,formula_26是電常數。

  對於各向同性、線性電介質,電極化強度formula_13和電場formula_23的比例是電極化率formula_29:  所以,電位移與電場成正比:  其中,formula_32是電容率。  電極化強度formula_13、電場formula_23、電位移formula_24,這三個向量的方向都一樣。另外,  假設這電介質具有均勻性,則電容率formula_37是常數:

  對於各向異性、線性電介質,電極化強度和電場的方向不一定一樣。電極化強度的第formula_39個分量與電場的第formula_40個分量的關係式為  其中,formula_42是電介質的電極化率張量。例如,晶體光學(英語:crystal optics)就會研究到很多各向異性電介質晶體。  電磁學所講述的物理量大多都是巨觀的平均值,像電場平均值、偶極子密度平均值、電極化強度平均值等等,都是取於一個超大於原子尺寸的區域。只有這樣,科學家才能夠研究一個電介質的連續近似。而當研究微觀問題時,對於在電介質內的單獨粒子,其極化性跟電極化率平均值、電極化強度平均值的關係,可以用克勞修斯-莫索提方程式來表達。  假若電極化強度和電場不呈線性正比,則稱這電介質為非線性電介質。非線性光學可以用來描述這種電介質的性質。假設電場formula_23足夠地微弱,不存在任何永久電偶極子,則電極化強度formula_13可以令人相當滿意地以泰勒級數近似為  其中,formula_46是線性電極化率,formula_47給出波克斯效應(英語:Pockels effect),formula_48給出克爾效應(英語:Kerr effect)。  對於鐵電材料,因為遲滯現象,formula_13與formula_23之間,不存在一一對應關係。
在經典電磁學裡,當給電介質施加一個電場時,由於電介質內部正負電荷的相對位移,會產生電偶極子,這現象稱為電極化(英語:electric polarization)。施加的電場可能是外電場,也可能是嵌入電介質內部的自由電荷所產生的電場。因為電極化而產生的電偶極子稱為“感應電偶極子”,其電偶極矩稱為“感應電偶極矩”。