El principio de legalidad se expresa en su aspecto formal, con el aforismo nullum crimen, nulla poena sine lege, procedente de Feuerbach, quien vino a reflejar y precisar una de las conquistas centrales de la Revolución francesa en el artículo 8 de la Declaración de Derechos del Hombre de 26 de agosto de 1789 y de la Constitución de 3 de septiembre de 1791.
En su sentido actual el principio de legalidad se derivó en un principio de la teoría ilustrada del contrato social y presuponía una organización política basada en la división de poderes, en la que la ley fuese competencia exclusiva de los representantes del pueblo.
Beccaria trasladó más que nadie el espíritu de la Ilustración al Derecho penal: sólo las leyes pueden decretar las penas de los delitos y esta autoridad debe residir en le legislador, que representa toda la sociedad unida por el contrato social.
Las Constituciones y Códigos Penales españoles desde el de 1822 recogen el principio de legalidad.
La garantía criminal exige que el delito (crimen) se halle determinado por la ley.
La garantía penal requiere que la ley señale la pena que corresponda al hecho.
La garantía jurisdiccional exige que la existencia del delito y la imposición de la pena se determinen por medio de una sentencia judicial y según un procedimiento legalmente establecido.
La garantía de ejecución requiere que también la ejecución de la pena se sujete a una ley que la regule.
Estas garantías también deben exigirse respecto a las medidas de seguridad y sus presupuestos.
De este carácter deriva el Principio de irretroactividad de la leyes penales artículo 9.3 de la Constitución, según el cual sólo será aplicable la legislación vigente en el momento de comisión de los hechos delictivos. Pero cuenta con una excepción: salvo que sean favorables al reo. En este último caso se podrá aplicar una norma anterior o posterior siempre que favorezca al reo (sin perjuicio de lo establecido por las leyes temporales).
Las leyes penales deben ser escritas y con rango de ley, concretamente con rango de ley orgánica. Según el artículo 81 de la Constitución las normas que afecten a derechos fundamentales tienen que revestir la forma de ley orgánica: reserva absoluta de ley.
Impone un cierto grado de precisión de la ley penal y excluye la analogía en cuanto perjudique al reo (analogía in malam partem). Se exige que la ley determine de forma suficientemente diferenciada las distintas conductas punibles y las penas que puedan acarrear. De esta característica deriva el Principio de taxatividad o tipicidad, que exige que la descripción legal de infracciones y sanciones ha de ser precisa, sin dar lugar a ambigüedades.