Mỗi máy ảnh thường có một khoảng kín, khoảng này có một đầu là lỗ ống kính để cho ánh sáng đi vào và đầu kia là nơi ghi ảnh hay xem ảnh. Hầu hết các máy ảnh đều có ống kính gắn ở phía trước để gom ánh sáng lại và hội tụ thành ảnh trên bề mặt ghi ảnh. Đường kính của lỗ ống kính thường được kiểm soát bằng cơ chế diaphragm, nhưng cũng có những máy ảnh có lỗ ống kính không đổi.

Kích thước của lỗ ống kính và độ sáng của cảnh chụp quyết định lượng ánh sáng đi vào máy ảnh trong một khoảng thời gian, và màn trập điều khiển thời gian mà ánh sáng chiếu lên bề mặt ghi ảnh. Ví dụ, trong điều kiện ít sáng,, tốc độ màn trập nên chậm (tức là mở lâu hơn) để tấm phim nhận được thêm ánh sáng.

Do tính chất của ống kính máy ảnh, chỉ có những vật nằm trong một khoảng cách nào đó mới được thấy rõ. Quá trình điều chỉnh khoảng cách đó gọi là lấy nét trên máy ảnh. Có vài cách để lấy nét. Máy ảnh đơn giản nhất dùng cách lấy nét cố định với một lỗ ống kính nhỏ và ống kính góc rộng sao cho mọi thứ trong khoảng cách nào đó từ ống kính (thường là từ 3 mét tới vô cực) đều tương đối rõ nét. Cách này thường thấy ở loại máy ảnh dùng một lần rồi bỏ hoặc máy ảnh rẻ tiền. Một kiểu máy ảnh khác có một số khoảng rõ nét gọi là lấy nét bậc, các khoảng này được chỉ trên thân máy. Người dùng sẽ ước lượng khoảng cách của đối tượng rồi chọn bậc rõ nét tương ứng. Các bậc có thể được vẽ thành các biểu tượng như đầu và vai, hai người đứng, một cái cây, ngọn núi.

Máy ảnh đo khoảng cách qua lỗ ngắm cho phép đo khoảng cách tới đối tượng bằng một máy đo thị sai trên đầu máy. Máy ảnh SLR cho phép người chụp nhìn qua lỗ ngắm thấy ảnh sắp chụp và lấy nét trước khi chụp. Máy ảnh phản chiếu hai ống kính dùng một ống kính để chụp và một ống kính để lấy nét, hai ống kính này được liên kết với nhau để chỉnh cùng một lúc. Máy ảnh ngắm thẳng cho ảnh rọi lên một tấm kính mờ để ngắm, ngắm xong thì thay tấm kính mờ bằng tấm phim để chụp.

Máy ảnh thời nay thì có chức năng lấy nét tự động.

Máy ảnh thường thu ánh sáng trên tấm phim ảnh hoặc kính ảnh. Máy quay video và máy ảnh số dùng dụng cụ điện tử, thường là bộ cảm biến CCD hoặc CMOS để thu ánh sáng rồi ghi vào băng hoặc bộ nhớ, sau đó có thể xem lại hoặc xử lý ảnh.

Máy ảnh thu nhiều ảnh liên tiếp gọi là máy quay phim; máy chỉ thu từng ảnh gọi là máy chụp ảnh. Tuy nhiên ranh giới giữa hai loại này không còn rõ ràng nữa. Máy quay video là loại máy quay phim nhưng thu hình bằng phương pháp điện tử (analog hoặc digital).

Máy ảnh nổi chụp được hình giống như có ba chiều bằng cách chụp 2 hình khác nhau rồi ghép lại để tạo ảo giác về bề sâu của hình. Máy ảnh nổi có 2 ống kính cạnh nhau.

Một số máy ảnh phim có tính năng in ngày, để in ngày lên tấm phim.