攝像頭是使用凸透鏡成像原理來實現圖像的成像并記錄的設備。在圖像記錄方面，傳統相機（膠片相機）采用膠片對影像進行記錄，膠片上主要由感光材料（通常為鹵化銀）構成，感光材料經曝光后，會發生化學變化從而形成潛影，再經顯影和定影后形成最終照片；數碼相機則是將透鏡生成的光學圖像投射到圖像傳感器表面，然后轉換為電信號，并經過 A/D（模擬/數字）轉化后送到圖像信號處理器（ISP）進行加工處理，最后以特定格式進行儲存或通過顯示器件顯示。
從成本結構來看，以手機攝像頭為例，根據前瞻產業研究院數據，圖像傳感器成本占比最高，達 52%；其次是光學鏡頭，占比 19%；另外，模組封裝環節成本達 20%。Yole 的數據顯示，在 CMOS 攝像頭模組（使用 CMOS 圖像傳感器）價值構成中，圖像傳感器占比達 45.2%；鏡頭占比為 15.1%；音圈馬達占比為 8.5%；模組封裝環節及其他元件占比為 31.3%。Yole 預測 2024年全球 CMOS 攝像頭模組收入由 2018 年的 271 億美元增長到 457 億美元，2018-2024 年 CAGR為 7.8%。此外，由于 3D 技術應用，光源次模組（illumination sub-modules）增長明顯，將由 2018年的 7.2 億美元增長到 2024 年的 61 億美元。
圖像傳感器（Image Sensor）主要作用是將光學圖像信號轉換為電信號的傳感器，其對攝像頭系統的作用相當于視網膜對于人眼的作用。早期的圖像傳感器主要為真空電子器件，先后使用過光電攝像管（iconoscope）、移相正析攝像管（image orthicon）、光導攝像管（vidicon）、硒砷碲攝像管（saticon）、雪崩倍增靶攝像管（HARP）等。20 世紀 60 年代開始，先后有多種固態圖像傳感器（solid-state image sensor）方案面世，其中最重要的是貝爾研究所 1969 年發明并于次年對外發表的 CCD（Charge Coupled Device，電荷耦合元件）圖像傳感器，自此，圖像傳感器逐步從真空電子掃描方式發展為固體自掃描輸出方式。20 世紀 90 年代，CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體元件）圖像傳感器出現，隨著工藝進步，逐步取代 CCD 成為主流的傳感器類型。
