Sen sijaan, että altistettaisiin valolle herkkä kemikaali, joka tunnetaan elokuvana, luodaan painettu kuva, useimmat digitaalikamerat käyttävät varauksella kytkettyä laitetta (CCD), elektroniikkalaitetta, joka luo pikselikartan perustuen sähkövaraukseen, joka syntyy, kun fotonit törmäävät herkkä materiaali. Tätä ilmiötä kutsutaan valosähköiseksi vaikutukseksi, ja Albert Einstein selvitti sen kuuluisassa 1905 -lehdessä. Harvemmin kuin CCD käytetään komplementaarista metallioksidipuolijohdetta (CMOS).
Termiä CCD-pohjainen kamera käytetään joskus vaihtokelpoisesti digitaalikameran kanssa, koska CCD-pohjainen kamera ottaa luonteensa vuoksi kuvia-valokuvia, joilla on tietty pikselikohtainen resoluutio ja jotka voidaan koodata digitaalisesti. Nämä tiedostot voidaan helposti siirtää kamerasta moniin laitteisiin, mukaan lukien tietokoneet, näytöt, puhelimet ja tulostimet.
Latauskytketty laite on integroitu piiri, mikä tarkoittaa, että se käyttää useita puolijohde-elementtejä yhtenäisellä alustalla tavoitteidensa saavuttamiseksi. CCD-pohjaisen kameran aktiiviset komponentit ovat kondensaattoreita. Nämä on kytketty piiriin, minkä vuoksi niitä kutsutaan varauskytketyiksi. Kondensaattori on elektroniikan peruslaite, joka tallentaa potentiaalieron eli jännitteen kahden levyn väliseen varianssiin, joilla on yhtä suuret, mutta vastakkaiset sähkövaraukset.
Objektiivi projisoi kuvan CCD -kennoille, ja jokainen kondensaattori saa varauksen, joka on verrannollinen tulevan valon kirkkauteen. CCD-kennot eivät ole luonnostaan väreille herkkiä, ja värivalokuvien ottamiseen on käytettävä Bayer-naamaria valon suodattamiseen valikoivasti pikseleihin värin perusteella. Kun varaus on hankittu, kondensaattorit alkavat siirtää varauksensa vierekkäisille kondensaattoreille varauskytketyllä, ketjutetulla tavalla. Ryhmän lopussa oleva rekisteri tekee tarvittavat mittaukset ja luodaan 2D -pikselikartta.
Koska niiden valoherkkyys on noin 35 kertaa tavanomaisen kameran herkempi, kvanttiraja lähestyy, digitaalikameroita suosivat usein sekä tapahtuma- että astrofotografit. Koska aktiivisia kemiallisia komponentteja ei ole, kuvia ei tarvitse “kehittää” ja ne tallennetaan suoraan kameraan pian valotuksen jälkeen.