Chỉ có hai loại cảm biến hình ảnh đang được sử dụng trong máy ảnh kỹ thuật số, chip CCD và chip CMOS. Thiết bị kết nối CCD hoặc Charge có chứa một loạt các tụ điện tập hợp một điện tích tỷ lệ thuận với lượng ánh sáng chiếu vào nó. Lượng điện tích trong mỗi tụ điện sau đó được chuyển đổi thành giá trị số bằng chương trình bên trong của máy ảnh để tạo ra hình ảnh. CMOS hoặc Chất bán dẫn oxit kim loại bổ sung là tên được đặt cho một nhóm các mạch tích hợp có chung một thiết kế nhất định. Cảm biến hình ảnh CMOS chỉ là một loại IC CMOS được chế tạo riêng để chụp ảnh.
Một cảm biến hình ảnh CMOS thu được cường độ ánh sáng thông qua một loạt các bộ tách sóng quang sau đó được kết hợp với bộ khuếch đại để đạt được mức đủ cao để sạc để định lượng. Giống như trong các bộ cảm biến, dữ liệu trong mỗi bộ tách sóng quang sẽ tương ứng với một pixel trong đầu ra hình ảnh. Ưu điểm của cảm biến CMOS so với CCD là chi phí sản xuất chúng rẻ. Chi phí sản xuất thấp này sau đó sẽ dễ dàng chuyển sang các máy ảnh rẻ hơn. Cảm biến CMOS cũng tiêu thụ một lượng điện năng nhỏ hơn đáng kể so với cảm biến CCD, giúp máy ảnh CMOS có thời lượng sử dụng lâu hơn trước khi hết pin. Đó là lý do tại sao hầu hết các máy ảnh được nhúng trong điện thoại di động và máy tính xách tay đều có cảm biến CMOS..
Nhưng không phải tất cả các ưu điểm đều thuộc về cảm biến CMOS, cảm biến CCD nhạy hơn so với trước đây dẫn đến hình ảnh tốt hơn đặc biệt là trong điều kiện ánh sáng yếu. Cảm biến CMOS cũng dễ bị nhiễu hơn; điều này có nghĩa là hình ảnh được chụp bởi cảm biến CCD sẽ sạch hơn hoặc ít nhiễu hơn. Vì những lý do đó, hầu hết các máy ảnh và hầu hết tất cả các máy ảnh DSLR đều sử dụng cảm biến CCD. Không có lý do gì để hy sinh chất lượng đặc biệt là khi chụp ảnh chuyên nghiệp. Cảm biến CCD cũng là một yếu tố góp phần vào giá máy ảnh DSLR cao vì các cảm biến CCD có độ phân giải rất cao thì đắt hơn đáng kể.
Mỗi cảm biến này đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng khiến chúng phù hợp hoàn hảo cho một phân khúc cụ thể. CCD là tuyệt vời để chụp ảnh chất lượng cao làm cho nó hoàn hảo cho các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp và người có sở thích. Máy ảnh CMOS rẻ hơn và tiêu thụ ít năng lượng hơn, phù hợp với các thiết bị di động đa năng như điện thoại di động, máy tính xách tay, máy tính xách tay và thiết bị chơi game trong đó chất lượng hình ảnh không thực sự là ưu tiên hàng đầu. Khoảng cách giữa hai loại cảm biến đã được thu hẹp khi công nghệ phát triển. Nó chỉ là vấn đề thời gian trước khi nó trở nên khó khăn để chỉ ra những lợi thế và bất lợi của mỗi.