Domeniul dielectricilor este o ramură a fizicii care acoperă modul în care materialele izolatoare separă diferite sarcini electrice într-un condensator. Un condensator este un dispozitiv cu două plăci metalice cu sarcini opuse, cu un material izolator dielectric între care menține sarcinile separate. Proprietățile care afectează dielectricii pot include dilatarea termică, conductibilitatea termică și căldura specifică. Rezistența sarcinilor care interacționează într-un material dat este definită de constanta dielectrică. Toate materialele, inclusiv aerul, apa, sticla și diferitele părți ale corpului uman au o constantă dielectrică specifică, iar dielectricii au fost folosiți pentru a dezvolta supraconductori, sisteme optice de telecomunicații și dispozitive microelectronice.
Solidele nemetalice acționează ca izolatori deoarece nu conduc bine sarcinile, astfel încât sarcinile pozitive și negative rămân pe părțile opuse. Plăcile dintr-un condensator pot fi distanțate de marje foarte mici, cu un material dielectric între ele, scăzând puterea unui câmp electric și împiedicând scurtcircuitarea unui dispozitiv. Capacitatea provine dintr-un raport dintre sarcină și tensiune și este măsurată proporțional cu constanta dielectrică a materialului izolator. Dacă sarcina și tensiunea sunt prea mari, materialul dielectric se defectează, încărcările nu mai pot fi separate și se poate acumula suficientă căldură pentru a deteriora condensatorul și electronicele asociate.
Știința dielectricilor a fost utilizată pentru fabricarea plăcilor de circuite și a componentelor minuscule care se montează pe acestea. De asemenea, este posibil să se fabrice piese microscopice la viteze mari folosind surse de lumină, cum ar fi lumina vizibilă, lumina ultravioletă și raze X. Filmele izolante din polimeri complecși acționează și ca dielectrici pentru circuitele integrate foarte mici și părțile acestora. Dimensiunile mai mici ale circuitului înseamnă că este mai probabil ca curenții să se scurgă, iar o creștere a căldurii poate deteriora semnificativ o componentă a circuitului care abia poate fi văzută cu ochiul liber. Condensatoarele de stocare și memoria nevolatilă folosesc materiale cu o constantă dielectrică ridicată pentru a rezista efectelor sarcinilor puternice.
Orice, de la o bucată de metal la aer la os uman, este dielectric și poate stoca o sarcină electrică. Oamenii de știință care studiază materialele la scară nanometrică sunt conștienți de dielectricii pentru a ajuta la înțelegerea modului în care energia este stocată în diferite materiale nanocompozite. Când produc structuri la scară nanometrică, cercetătorii pot controla câte bule de aer sunt în interior pentru a regla constanta dielectrică. Importanța fabricării materialelor fără defecte este abordată prin utilizarea de microscoape speciale care pot măsura proprietățile dielectrice ale materialelor izolatoare. Materialele dielectrice subțiri microscopice sunt în mod constant fabricate cu proprietăți care se potrivesc aplicațiilor specifice.