กลไกการทำงานของ กล้อง DSLR ( Digital Single-Lens Reflect ) Single Lens แปลออกมาตรงตัวได้ว่าเลนส์เดี่ยว นั่นก็คือกล้องที่มีเลนส์เพียงตัวเดียว ส่วนคำว่า Reflect นั้นเกิดขึ้นมาจากกระจกสะท้อนภาพอันหนึ่งซึ่งวางอยู่ด้านหน้าเซนเซอร์รับภาพ ซึ่งจะทำหน้าที่สะท้อนแสงที่ผ่านเข้ามาทางเลนส์ขึ้นสู่ช่องมองภาพ (Viewfinder)ให้เรามองเห็นกัน

เมื่อแสงลอดผ่าน Lens (1) เข้ามาแล้วก็จะวิ่งไปชนเข้ากับกระจกสะท้อนภาพ (Reflected Mirror) (2) หักเหแสงที่ได้ขึ้นสู่ด้านบน ผ่าน Focusing Screen (6) (ถ้าเพื่อนๆนึกภาพไม่ออกว่า Focusing Screen คืออะไร .. ลองถึงถึงภาพเวลาที่เรามองผ่าน Viewfinder แล้วจะเห็นเป็นจุดโฟกัส 3 จุดมั่ง 10 จุดมั่ง แล้วแต่รุ่นของกล้อง จุดที่เรามองเห็นเหล่านั้นล่ะครับ เกิดมาจากลวดลายบนเจ้า Focusing Screen นี่เอง) ทีนี้แสงที่สะท้อนขึ้นมามันก็จะพุ่งขึ้นสู่ด้านบน แล้วทำยังไงล่ะ เราถึงจะเห็นภาพผ่าน Viewfinder (8)ได้ .. เค้าก็คิดค้นสิ่งหนึ่งขึ้นมาเรียกว่า Pentaprism (7) เพื่อหักเหแสงอีกทีนึงเข้าสู่ Viewfinder และด้วยระบบนี้เราจะเห็นได้ว่า ภาพที่มองเห็นตอนเล็งผ่าน Viewfinder นั้น มันก็คือภาพภาพเดียวกับที่เลนส์มองเห็นเลย ตรงนี้มีประโยชน์มากๆสำหรับการจัดองค์ประกอบภาพ ทำให้ความคลาดเคลื่อนมีน้อยลง (กล้องบางชนิดที่มีช่องมองภาพด้านบน แต่ไม่ใช่ DSLR ภาพที่เรามองเห็น จะเป็นภาพที่มองทะลุกระจกมองภาพออกไปเฉยๆ ไม่ใช่ภาพที่สะท้อนขึ้นมาจากเลนส์ ทำให้การจัดองค์ประกอบอาจมีการผิดเพี้ยนได้)

หลักการทำงานของกล้องดิจิตอล คือ เมื่อทำการถ่ายภาพภาพที่ถ่ายจะไปตกบน CCD หรือ CMOS ในกล้องดิจิตอลส่วนใหญ่นั้นจะใช้ CCD ซึ่งเป็นอุปกรณ์รับภาพที่ประกอบด้วยเซลล์ไวแสงจำนวนมาก โดยเซลล์เหล่านี้จะทำหน้าที่แปลงภาพซึ่งเป็นสัญญาณ Analog ไปเป็นสัญญาณ Digital โดยอุปกรณ์ที่เรียกว่า ATD ( Analog to digital converter) จากนั้นจึงเข้าสู่กระบวนการตรวจสอบความคมชัดของภาพและทำการบีบอัดเพื่อลดพื้นที่ในการจัดเก็บภาพ ก่อนจะส่งไปเก็บที่หน่วยความจำ ของกล้อง ดังนั้นยิ่งกล้องมีเซลล์ใน CCD (Charge Coupled Device) มากเท่าไร ภาพที่ได้ก็จะยิ่งมีความละเอียดมากขึ้นเท่านั้น

สำหรับ CCD (Charge Coupled Device) ซึ่งเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความไวต่อแสงหรืออาจเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าอิมเมจเซ็นเซอร์ และมีความสำคัญเกี่ยวกับความละเอียดของภาพที่ได้จากการถ่ายรูปด้วยกล้องดิจิตอล เนื่องจากยิ่ง CCD มีพื้นที่ในการรับภาพมากเท่าไรความละเอียดของภาพที่ได้ก็จะสูงมากขึ้นเท่านั้น แต่ในขณะเดียวกันราคาของกล้องก็จะสูงขึ้นเช่นเดียวกัน กล้องดิจิตอลส่วนใหญ่จะมี CCD เพียง1 ตัวและใช้ฟิลเตอร์เพื่อกรองแสง ซึ่งแตกต่างจากกล้องวิดีโอดิจิตอลที่มี CCD ถึง 3 ตัวเพื่อทำหน้าที่รับแสงให้ครบทั้ง 3 สี คือ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน ( RGB )

ตัวรับภาพ CCD ที่บันทึกได้นั้นเรียกว่า Bit Depth หรือ ค่าความชัดลึก กล้องดิจิทัลทั่วไปสามารถบันทึกค่าความลึกได้ที 24 บิต เช่น กล้องที่ใช้ฟิลเตอร์ RGB จะมีค่าความลึกอย่างละ 8 บิต ได้แก่ R=8 บิต G=8 บิต B=8 บิต ก็จะได้ค่าความลึกที่ 24 บิต โดยจะเรียกค่าความละเอียด ความละเอียดของภาพจากกล้องดิจิทัล หมายถึง จำนวนพิกเซล (Pixel) ที่อยู่บนตัวรับภาพทั้งหมด เช่น 5 ล้านพิกเซล, 4.1 ล้านพิกเซล และ 3.34 ล้านพิกเซล จำนวนพิกเซลที่มากจะ หมายถึงความคมชัดของภาพที่จะมีความคมชัดมากขึ้นตามไปด้วย เนื่องจากสามารถบันทึกรายละเอียด ของภาพได้มากขึ้น ความละเอียดของภาพหรือพิกเซล เป็นการนำจุดที่เป็นสีหลายสี หลาย ๆ จุดมาต่อกันให้ได้เป็นภาพออกมา หากมองโดยทั่วไปจะไม่เห็นความแตกต่างว่าภาพเหล่านั้นมี จุดจำนวนมากต่อกันอยู่ ในทางทฤษฎีเรียกภาพกราฟฟิกเรียกภาพแบบนี้ว่า ภาพแบบ Raster หมายถึงภาพที่นำเอาเม็ดสีจำนวนนับหมื่นนับแสนมาเรียงต่อกันแล้วเกิดเป็นรูป และเมื่อขยายภาพเหล่านั้นออกมาจะพบว่ามีเม็ดสีจำนวนมากเรียงกันอยู่