Bidang dielektrik adalah cabang fisika yang mencakup bagaimana bahan isolasi memisahkan muatan listrik yang berbeda dalam kapasitor. Kapasitor adalah perangkat dengan dua pelat logam dengan muatan yang berlawanan, dengan bahan isolasi dielektrik di antara keduanya membuat muatan tetap terpisah. Properti yang mempengaruhi dielektrik dapat mencakup ekspansi termal, konduktivitas termal, dan panas spesifik. Kekuatan muatan yang berinteraksi dalam bahan tertentu ditentukan oleh konstanta dielektrik. Semua bahan, termasuk udara, air, kaca, dan berbagai bagian tubuh manusia memiliki konstanta dielektrik tertentu, dan dielektrik telah digunakan untuk mengembangkan superkonduktor, sistem telekomunikasi optik, dan perangkat mikroelektronika.
Padatan non-logam bertindak sebagai isolator karena mereka tidak menghantarkan muatan dengan baik, sehingga muatan positif dan negatif tetap berada pada sisi yang berlawanan. Pelat dalam kapasitor dapat dipisahkan dengan margin yang sangat kecil, dengan bahan dielektrik di antaranya, menurunkan kekuatan medan listrik dan mencegah perangkat dari korslet. Kapasitansi muncul dari rasio antara muatan dan tegangan dan diukur secara proporsional dengan konstanta dielektrik bahan isolasi. Jika muatan dan tegangan terlalu tinggi, bahan dielektrik gagal, muatan tidak dapat lagi dipisahkan, dan panas yang cukup dapat menumpuk untuk merusak kapasitor dan elektronik terkait.
Ilmu dielektrik telah digunakan untuk membuat papan sirkuit dan komponen kecil yang dipasang padanya. Hal ini juga memungkinkan untuk membuat bagian mikroskopis pada kecepatan tinggi menggunakan sumber cahaya seperti cahaya tampak, sinar ultraviolet, dan sinar-x. Film isolasi yang terbuat dari polimer kompleks juga bertindak sebagai dielektrik untuk sirkuit terpadu yang sangat kecil dan bagian-bagiannya. Dimensi sirkuit yang lebih kecil berarti arus lebih cenderung bocor, dan peningkatan panas dapat secara signifikan merusak komponen sirkuit yang hampir tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Kapasitor penyimpanan dan memori nonvolatil menggunakan bahan dengan konstanta dielektrik tinggi untuk menahan efek muatan kuat.
Apa pun dari sepotong logam ke udara ke tulang manusia adalah dielektrik dan dapat menyimpan muatan listrik. Para ilmuwan yang mempelajari bahan skala nano sadar akan dielektrik untuk membantu memahami bagaimana energi disimpan dalam berbagai bahan nanokomposit. Saat membuat struktur skala nano, peneliti dapat mengontrol berapa banyak gelembung udara di dalamnya untuk menyesuaikan konstanta dielektrik. Pentingnya bahan fabrikasi tanpa cacat ditangani dengan menggunakan mikroskop khusus yang dapat mengukur sifat dielektrik bahan isolasi. Bahan dielektrik mikroskopis tipis terus-menerus dibuat dengan sifat yang sesuai dengan aplikasi tertentu.