说到灰阶响应时间，首先来看一下什么是灰阶。我们看到液晶屏幕上的每一个点，即一个像素，它都是由红、绿、蓝（RGB）三个子像素组成的，要实现画面色彩的变化，就必须对RGB三个子像素分别做出不同的明暗度的控制，以“调配”出不同的色彩。这中间明暗度的层次越多，所能够呈现的画面效果也就越细腻。以8 bit的面板为例，它能表现出256个亮度层次（2的8次方），我们就称之为256灰阶。
由于液晶分子的转动，LCD屏幕上每个点由前一种色彩过渡到后一种色彩的变化，这会有一个时间的过程，也就是我们通常所说的响应时间。因为每一个像素点不同灰阶之间的转换过程，是长短不一、错综复杂的，很难用一个客观的尺度来进行表示。因此，传统的关于液晶响应时间的定义，试图以液晶分子由全黑到全白之间的转换速度作为液晶面板的响应时间。由于液晶分子“由黑到白”与“由白到黑”的转换速度并不是完全一致的，为了能够尽量有意义的标示出液晶面板的反应速度，传统的响应时间的定义，基本以“黑—白—黑”全程响应时间作为标准。
但是当我们玩游戏或看电影时，屏幕内容不可能只是做最黑与最白之间的切换，而是五颜六色的多彩画面，或深浅不同的层次变化，这些都是在做灰阶间的转换。事实上，液晶分子转换速度及扭转角度由施加电压的大小来决定。从全黑到全白液晶分子面临最大的扭转角度，需施以较大的电压，此时液晶分子扭转速度较快。但涉及到不同不同明暗的灰度切换，实现起来就困难了，并且日常在显示器上看到的所有图像，都是灰阶变化的结果，因此黑白响应的测量方式已经不能正确的表达出实际的意义，为此，灰阶响应时间的概念就顺应而出了。
需要说明的是，虽然灰阶响应更难控制，需要的时间更长，但实际情况却有可能完全相反。因为厂商可以通过特殊的技术，使灰阶响应时间大大提高，反过来比传统的黑白响应时间短很多。比如使用响应时间加速芯片，可以使25ms黑白响应时间的产品拥有8ms的灰阶响应时间。灰阶响应时间与原来的黑白响应时间含义和性质差别很大，两者之间没有明确的对应关系，但又都是对液晶响应时间的描述。
从2005年开始灰阶响应逐渐为众多厂商所使用，总的来说，这些产品通常使用了更好的响应时间控制方式，比如各个象素的响应时间更加稳定、统一。灰阶响应时间短的产品脱影现象也更少一些，画面质量也更好，尤其在播放运动图像的时候，因此游戏玩家或者爱看影碟的用户可以更多考虑液晶显示器的这个参数。