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Un sensore di immagini o sensore ottico è un dispositivo che converte una immagine ottica in un segnale elettrico.  

Il principio base di funzionamento - al di là di tutte le caratteristiche - è il seguente: l'immagine viene focalizzata su una griglia composta da una miriade di piccoli sensori puntiformi i quali convertono singolarmente la luminosità rilevata. Il sensore che riprende in bianco e nero è quello più semplice ed è anche il primo nato, successivamente si è arrivati a rilevare anche il colore.

CCD.

Il CCD (acronimo dell'inglese Charge-Coupled Device) consiste in un circuito integrato formato da una riga, o da una griglia, di elementi semiconduttori (photosite) in grado di accumulare una carica elettrica (charge) proporzionale all'intensità della radiazione elettromagnetica che li colpisce.
Questi elementi sono accoppiati (coupled) in modo che ognuno di essi, sollecitato da un impulso elettrico, possa trasferire la propria carica ad un altro elemento adiacente.
Inviando al dispositivo (device) una sequenza temporizzata d'impulsi, si ottiene in uscita un segnale elettrico grazie al quale è possibile ricostruire la matrice dei pixel che compongono l'immagine proiettata sulla superficie del CCD stesso. Questa informazione può essere utilizzata direttamente nella sua forma analogica, per riprodurre l'immagine su di un monitor o per registrarla su supporti magnetici, oppure può essere convertita in formato digitale per l'immagazzinamento in file che ne garantiscano il riutilizzo futuro.
Attualmente il tipo più comune di sensore digitale di SLR (useremo SLR come sinonimo di Reflex Digitale). Quasi ogni fornitore di SLR offre almeno un modello CCD.
Pro : Tradizionalmente, la più alta qualità di immagine, pixel per pixel. I sensori attuali comprendono chip innovativi progettati la incrementare la portata o la velocità.
Contro : più costoso, più potente, consumo elevato. 

Sensore CCD.

CMOS.

La Tecnologia CMOS (Complementary metal oxide semiconductor) è un tipo di tecnologia utilizzata in elettronica per la progettazione di componenti digitali utilizzando transistor. I primi sensori Cmos utilizzati in elettronica erano piuttosto economici, ma rumorosi. Eliminando i circuiti supplementari, si è aumentata la zona di raccolta di ogni pixel, la sensibilità e la qualità quindi d'amplificazione sorpassando quello di molti sensori CCD.
Pro : Teoricamente, costo di produzione più basso. Meno potente che il CCD, ma consuma (scalda) di meno.
Contro : I sensori CMOS tendono ad essere più grandi dei loro equivalenti CCD, pertanto utilizzabili in fotocamere più grandi.

Sensore CMOS.

Formati sensore.

Quasi tutti i sensori digitali di SLR sono molto più grandi e conseguentemente molto più costosi di quelli delle fotocamere digitali semplici. I modelli digitali attuali di SLR usano i seguenti formati di sensore: 

-Quattro terzi
Lo specifico formato di sensore per la Four Thirds format, una standard SRL digitale creata da Olympus e Kodak.
Dimensioni: 17.3mm per 13mm
Esempi di macchine fotografiche: tutte le Olympus e Panasonic SRL;
-APS
Un termine poco usato per i sensori che sono approssimativamente il formato APS-H o APS-C a pellicola. La maggior parte delle SLR usano questo formato.
Dimensioni: Varie, APS-C (varia da circa 14mm per 21mm - 16mm per 24mm), APS-H (28.7mmx19.1mm).
Esempi di macchine fotografiche : Canon EOS Digital Rebel XSi, Nikon D80, Sony Alpha DSLR-A350, Canon EOS-1D Mark III;
-35mm -formato pellicola (dette anche full frame)
Spesso denominata full frame, ad indicare che il sensore è della stessa grandezza paragonata ad un formato standard su un rotolo di pellicola di 35mm. I sensori tanto grandi sono molto costosi da realizzare, ma eliminano il cosiddetto fattore di ingrandimento di lunghezza focale.
Dimensioni: 24mm per 36mm.
Esempi di macchine fotografiche: EOS-1Ds Mark III, Canon EOS 5D, Nikon D3.

(Full frame:  na reflex digitale pieno formato, o 'full frame' è una fotocamera Digital Single Lens Reflex equipaggiata con un sensore di immagine avente dimensioni pari a 24 x 36 mm, cioè delle stesse dimensioni del negativo da 35 mm usato sulla maggioranza delle reflex a pellicola, da notare come, curiosamente, tali fotocamere siano definite 'piccolo formato' all'interno della ben più vasta famiglia di apparecchi a pellicola. Attualmente (maggio 2009) la maggioranza delle reflex digitali in commercio è però equipaggiata con sensori più piccoli ed economici, molto spesso in formato APS-C. Le fotocamere compatte montano sensori di dimensioni molto inferiori a tutte le reflex sopracitate)

I sensori più grandi sono il segreto delle migliori prestazioni delle SLR (reflex): 10 megapixels di una reflex digitale battono i 10 di una comune fotocamera. Per diffondere lo stesso numero dei pixel sopra una più grande zona del sensore, i pixel (tecnicamente, photosites che contengono i diodi) devono essere più grandi. Questi photosite più grandi raccolgono più luce, producendo immagini più nitide, maggiore portata e migliori prestazioni ad elevati parametri ISO.