La più grande differenza tra una vecchia macchina fotografica ed una digitale è sicuramente la mancanza della pellicola. Nella camere digitali, essa è sostituita da un sensore che converte la luce in cariche elettriche.
Attualmente ci sono due tipi di sensori in commercio, i CCD (Charge Coupled Device) ed i CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). I CCD sono quelli attualmente più usati e sono costituiti da una serie di diodi (detti photosites) sensibili alla luce che convertono ogni fotone di luce ricevuto in una carica elettrica.
A seconda dell'intensità della luce quindi avremo dei photosites più o meno carichi di elettroni. Il processo successivo sarà quello di convertire la carica di ogni photosites (ovvero di ogni pixel della futura foto) in un formato digitale mediante un ADC (Analog to Digital Converter).
Il processo per i sensori CMOS è praticamente identico ma con alcune differenze riguardo alla qualità. I sensori CMOS sono infatti molto più sensibili alle interferenze e qundi producono un immagine qualitativamente inferiore rispetto ai sensori CCD. D'altra parte sono comunque più flessibili in termini tecnologici e consumano 100 volte meno dei CCD! Ovviamente però in una fotografia la qualità è uno degli elementi imprenscindibili per cui i CCD vengono preferiti ai CMOS.