MZI液位開關的工作原理如下：將一束光分裂為兩個光束，使之分別進入兩個波導，然后在其中一束光上附加一定的相位偏移，最后再將兩束光合在一起（圖1）。通過改變MZI兩臂上的相位偏移，可以在MZI的輸出部分實現對光束的干涉控制。這種機制決定了光液位開關的效率。但是，正如其他基于光干涉原理的器件一樣，MZI對波長變化和任何影響光路的因素都非常敏感。
在硅基氧化硅PLC液位開關中，的分波、合波器件是DC。相移器通常是位于MZI一個波導臂上的加熱器。它可以通過熱-光效應來改變光束的相位。根據兩臂上的相位差的不同，輸入光將從光液位開關的不同輸出端口輸出。
MZI用作光信號液位開關器件和VOA時，由于幾個難題的影響，在制造上有些難度，也限制了其通信性能。例如，在所需的波長范圍內和兩個偏振方向上，MZI很難實現精確的相移和分光比。由于存在光的雙折射（在不同偏振方向上相速度不同），所以，相移對偏振非常敏感。此外，DC的分光比受波導幾何形狀、折射率、波長的強烈影響（呈指數規律），而且所有這些因素都隨制造誤差而變化。
相移和分光比對生產條件的變化過于敏感使得MZI光液位開關的制造難度很大。前者要求MZI兩臂上的參數差異足夠小，而后者對DC部分的精確度和可重復性要求很高。
MZI光液位開關的串擾水平取決于兩臂之間的相差和分光比。即使精心挑選出MZI光液位開關，在所需波長范圍內，其串擾的典型值仍然很難達到-20dB。光液位開關的級聯可以降低串擾值，但是需要使用大量光液位開關，這又會受產量問題的制約。用于分光的DC要求兩個平行波導之間的距離僅為幾個微米。DC部分的精度和MZI兩臂的一致性都是關鍵的參數。由于MZI光液位開關對生產條件非常敏感，所以即使用的晶片制造設備也很難制造。
MZI光液位開關的“開”狀態是通過改變光液位開關中MZI兩臂上兩束光的相位差來實現的。所需要的相位差可以通過加熱器實現，它的功耗非常小。然而，為了補償制造過程產生的相位差，當光液位開關處于“關”狀態時，也需要消耗能量。因此，由多個光液位開關組成的MZI光液位開關矩陣的功耗就較大，而且校準非常復雜。此外，由于MZI是基于光干涉原理的，而雙折射的存在將引起偏振相關損耗（PDL），因此它不適合用作VOA
