按下數位單眼相機的快門前，光線從鏡頭進入相機內部，透過斜斜的反光板，將那道光向上反射給五棱鏡，其作用最終射入觀景窗內，而我們便是經由觀景窗來觀察拍攝物體以及決定構圖。相較於一般數位相機的電子觀景窗，數位單眼相機的光學觀景窗更為精確，即便在昏暗的光線條件下也能拍攝出清晰影像，而且色彩也更加真實。
當按下快門時，數位單眼相機的反光板向上翻轉，位於感光元件前方的快門簾開啟，感光元件在感光後透過對信號的分析和處理，將影像資訊儲存於記憶卡內，一張數位照片就此產生。反光板是個很特殊的配備，卻也阻礙了數位單眼相機小型化的發展，這也是數位單眼相機無法擁有如同消費機般輕巧便利外型的最重要原因。
▲反光板升起前/後，數位單眼相機工作示意圖。
▲左邊為DSLR金屬機殼架構圖，右邊的則是機身透視圖。
透過結構透視圖和數位單眼相機的金屬機殼架構圖可以看出，數位單眼相機是由各式各樣的電子和光學零件所組成，為了能更有效地保護這些零件，數位單眼相機大多擁有一個輕質金屬材質的機身骨架，因此數位單眼相機相較一般數位相機更加堅固耐用。
五棱鏡
五棱鏡和反光板一樣，都是數位單眼相機特有的零件。五棱鏡位於相機的前端，而也正是數位單眼相機前端突起的原因，即便目前市面上的數位單眼相機所使用的五棱鏡，有著體積上或大或小的差異，但工作方式和原理卻仍是相通的。
▲數位單眼相機內部的五棱鏡。
影像處理晶片
影像處理晶片在數位影像的生成過程中發揮著重要的作用，當原始數位信號被感光元件收集後，它們被送入影像處理晶片，影像處理晶片再為數位影像進行色彩校正，如白平衡處理以及影像處理後，數位照片最終才能被存入記憶卡中。
▲影像處理晶片。
感光元件
感光元件取代了傳統底片，可說是數位單眼相機的心臟。感光元件並非單獨存在，它的前方是低通濾鏡，光線在成像光路中容易引起多次反射，對某些圖案會產生摩爾紋，而低通濾鏡的主要作用便是消除摩爾紋，降低「紫邊」現象。新一代數位單眼相機的感光元件還具有自動清潔灰塵的功能，避免於在戶外更換鏡頭時灰塵進入機身的困擾。
▲數位單眼相機的機身零件之一。
▲ 帶有自動清潔功能的感光元件。
快門和光圈
快門零件安裝在感光元件的前端，快門速度的高低決定了感光元件的曝光時間，快門和光圈一起控制著鏡頭的進光量。快門的機械結構是從傳統底片時代延續下來的，每當拍攝者按下快門按鈕，相機都會發出清脆的快門閉合聲。
快門的工作方式也影響著其壽命。不同級別的數位單眼相機，快門的壽命亦有所不同，入門級的數位單眼相機一般為幾萬次，而專業級別的則可達十萬次以上。其實在使用數位單眼相機時，無需擔心快門的壽命，因為快門即便發生故障，仍可以進行更換。
▲快門開啟和閉合的工作示意圖。
▲快門零件。
光圈零件不在數位單眼相機機身內部，而是在鏡頭內，光圈開啟的大小同樣影響著數位單眼相機的進光量。光圈結構通常由多個光圈葉片所組成，它會根據設定來決定開口的大小。光圈值用F來表示，光圈值越小，拍攝時的開口越大；而光圈值越大，拍攝時的開口越小。
▲光圈的結構示意圖和光圈零件。
光圈和快門的工作原理
光圈和快門是數位照片中兩個經常被提到的拍攝元素，它們也是數位單眼相機中兩個重要的工作元件。總之，光圈和快門一起決定數位單眼相機的進光量。
在相同光線條件下，一張照片要獲得正確曝光，若快門開啟的時間越長，則光圈開啟的開口就要越小；若快門開啟的時間越短，光圈需開口就要越大。不同的鏡頭，其內部光圈零件的結構也不盡相同，主要的區別在於光圈的葉片數，以及可以達到的最大開口。光圈葉片數越多，拍攝的照片焦外成像效果越好；光圈的開口越大，鏡頭的性能也就越出色。
對焦系統的原理與作用
拍攝時調整鏡頭內部焦點（折射鏡）和感光元件的距離，使拍攝物體在感光元件上清晰成像的過程稱為對焦。拍攝物體在觀景窗上由模糊到清晰的過程稱為合焦。
數位單眼相機可以根據其測量出的拍攝距離，來驅動鏡頭自動調整焦點並完成對焦，這種技術被稱為自動對焦，它是相機發展史上的技術革新。由於考慮構圖美感，畫面的主體大多並不位於對焦屏的畫面中心，因此數位單眼相機都擁有多個對焦點，它們從中心向四周分部。對焦點越多，其覆蓋的焦點範圍越大，對焦性能就越強。
▲自動對焦感應器。
測光是什麼？
光圈和快門共同決定了相機的進光量，也就是曝光值，究竟一張數位照片需要什麼樣的曝光值才能正確曝光呢？測光，正是測定相機所需要正確曝光量的過程。
許多老式相機都不具備測光系統，必須仰賴豐富的經驗和記憶，方能於一連串不同天氣、光線條件下做出正確的曝光組合。如今，數位單眼相機已擁有功能強大的測光系統，它會根據環境光的強弱和相機的測光設定，而後提供光圈和快門的數值。
測光的原理其實並不複雜，數位單眼相機會以最暗處和最亮處之間的平均值18%灰的亮度作為基準，然後假定拍攝物體的亮度也是18%灰，測光後得到的曝光值便會將拍攝物體在數位照片中正確還原為18%灰亮度所需要的進光量。
不同數位單眼相機的測光系統的精確程度、測光模式的功能都有所不同，不過即拍即看的便利性可以輕易地避免拍攝失敗，因此測光在數位攝影中的技術地位降低了。玩家們可以在拍攝後根據照片的效果，重新調整曝光值來完成拍攝，因此只需瞭解測光的概念和測光模式的使用，就可以應付任何複雜的拍攝場景了。
感光元件的Size和鏡頭焦距的親密關係
儘管全片幅數位單眼相機的感光元件面積更大，等同於傳統底片，但市場上絕大多數的數位單眼相機都是APS-C片幅，因為APS-C片幅的數位單眼相機的感光元件在製作良率上更成熟，價格也更加合理。短期內，全片幅數位單眼相機感光元件的製作成本難以降低，導致其暫時無法迅速普及。而在未來很長的一段時間內，數萬元的主流數位單眼相機，都仍將維持APS-C片幅這一規格。
感光元件面積變化的最顯著改變，是影響了數位單眼相機的拍攝視角。因為相同焦段的鏡頭在配合APS-C片幅數位單眼相機工作時，由於感光元件面積的縮小，鏡頭的成像圈中，只有中心部分被記錄下來，因此APS-C片幅的數位單眼相機和全片幅數位單眼相機在使用同一款鏡頭時，其所拍攝的焦段會完全不同。技術的顛覆改變了鏡頭的焦距，因此焦距轉換係數誕生了。APS-C 片幅的數位單眼相機的等效焦距 = 鏡頭焦距 ×轉換係數（Nikon為1.5，Canon為1.6）
▲成像圈的大小對比原理圖。
