CCD是電荷耦合器件(charge-coupled device), 它使用一種高感光度的半導體材料（p-Si）制成，能把光轉變成電荷。在一個用于感光的CCD中，有一個光敏區(qū)域（硅的外延層），和一個由移位寄存器制成的傳感區(qū)域。圖像通過透鏡投影在一列電容上（光敏區(qū)域），導致每一個電容都積累一定的電荷，而電荷的數(shù)量則正比于該處的入射光強。在柵電極（G）中，施加正電壓會產生勢阱（黃），并把電荷包（電子，藍）收集于其中。

調制傳遞函數(shù)MTF特性：固態(tài)圖像傳感器是由像素矩陣與相應轉移部分組成的。固態(tài)的像素盡管己做得很小，并且其間隔也很微小，但是，這仍然是識別微小圖像或再現(xiàn)圖像細微部分的主要障礙。

輸出飽和特性：當飽和曝光量以上的強光像照射到圖像傳感器上時，傳感器的輸出電壓將出現(xiàn)飽和，這種現(xiàn)象稱為輸出飽和特性。產生輸出飽和現(xiàn)象的根本原因是光敏二極管或MOS電容器僅能產生與積蓄一定極限的光生信號電荷所致。

暗輸出特性：暗輸出又稱無照輸出，系指無光像信號照射時，傳感器仍有微小輸出的特性，輸出來源于暗〔無照)電流。單位輻射照度產生的輸出光電流表示固態(tài)圖象傳感器的靈敏度，它主要與固態(tài)圖像傳感器的像元大小有關。飽和曝光量以上的過亮光像會在象素內產生與積蓄起過飽和信號電荷，這時，過飽和電荷便會從一個像素的勢阱經過襯底擴散到相鄰像素的勢阱。這樣，再生圖像上不應該呈現(xiàn)某種亮度的地方反而呈現(xiàn)出亮度，這種情況稱為彌散現(xiàn)象。

這就使得CMOS的耗電量只有普通CCD的1/3左右，這有助于改善人們心目中數(shù)碼相機是"電老虎"的不良印象。CMOS主要問題是在處理快速變化的影像時，由于電流變化過于頻繁而過熱。暗電流抑制得好就問題不大，如果抑制得不好就十分容易出現(xiàn)雜點。CMOS與CCD的圖像數(shù)據(jù)掃描方法有很大的差別。例如，如果分辨率為300萬像素，那么CCD傳感器可連續(xù)掃描300萬個電荷，掃描的方法非常簡單，就好像把水桶從一個人傳給另一個人，并且只有在后一個數(shù)據(jù)掃描完成之后才能將信號放大。