馬赫曾德爾調制器原理依據的基本理論是各種不同形式的電光效應。
這兩個光支路采用的材料是電光性材料，其折射率隨外部施加的電信號大小而變化。由於光支路的折射率變化會導致信號相位的變化，當兩個支路信號調制器輸出端再次結合在壹起時，合成的光信號將是壹個強度大小變化的幹涉信號。
相當於把電信號的變化轉換成了光信號的變化，實現了光強度的調制。簡而言之，該調制器通過控制其偏置電壓，可以實現不同邊帶的調制。除了制造應用於光強度調制的馬赫-曾德爾調制器，還可以用於制造馬赫-曾德爾熱光TO開關，只是這裏只應用光強度的兩種狀態。
即開狀態和閉狀態，這是壹種MEMS系統，光信號進入兩根二氧化矽波導，其中壹個波導的部分光路附近形成電加熱器來加熱，起到移相器的作用，然後在方向性耦合器處進行幹涉，光從兩個位置出來，其中壹個位置標示開狀態，另壹個位置表示閉狀態。
它的尺寸是約11mm×0.5mm。與調制器不同的是，調制器需要電加熱薄膜的電壓可調制，而馬赫-曾德爾熱光TO開關的電壓是恒定的。電光調制器(EOM)是利用某些電光晶體，如鈮酸鋰(LiNbO3)、砷化鎵(GaAs)和鉭酸鋰(LiTaO3)的電光效應而制成的。
電光調制是基於線性電光效應(普爾克效應)即光波導的折射率正比於外加電場變化的效應。電光效應導致的相位調制器中光波導折射率的線性變化，使通過該波導的光波有了相位移動，從而實現相位調制。單純的相位調制不能調制光的強度。