三氧化钨薄膜可以通过适当能量的光辐照而呈现颜色。当三氧化钨薄膜被光辐射时，将产生电子e-和空穴h+，光生电子进三氧化钨的导带，光生空穴与薄膜表面的吸附水反应，生成H+，然后扩散到三氧化钨内部，导致颜色发生变化。
三氧化钨薄膜的光致变色机理可用以下方程表示：
WO3+hv→WO3*+e-+h+
h++1/2H2O→H++1/4O2
WO3+xe-+xH+→HxWO3
纯粹的三氧化钨薄膜只感应紫外光，因此，对于未经过预处理的三氧化钨初始膜，电子和空穴只能通过紫外光激发产生，当经过阴极极化后，晶格中产生陷阱能级，这些能级处在禁带区域内，能被可见光激发，导致可见光变色。
什么是光致变色？
光致变色是指一种化合物A在受到一定波长的光照射时，可进行特定的化学反应，获得另一种产物B，由于结构的改变导致其吸收光谱发生明显的变化，而在另一波长的光照射下或热的作用下，又能恢复到原来的形式。光致变色是一种可逆的化学变化。
在光的作用下能发生可逆颜色变化的化合物，称为光致变色化合物或光致变色体。
如果A状态是有色的，光照后变为无色的B状态，B通过光化学或热化学的途径又回到有色状态A，则该体系称为逆光致变色现象。
