感光元件是一種可將光轉變成電訊號的半導體，常被當成智慧型手機或數位相機的眼睛。
感光元件如圖5－23所示，是由微透鏡、濾色鏡、光電二極體構成。入射光經微透鏡聚光後，通過濾色鏡分解成三原色，再透過光電二極體偵測出光線量。
光電二極體可將光轉變成電訊號（電荷），並累積這些電荷。不過光電二極體無法識別顏色，只能識別光線的強度。若要識別出顏色，就必須先透過濾色鏡將其分解成三原色，然後分別偵測三原色的光線量，才能取得顏色資訊。
這裡的光電二極體與太陽能電池類似，都是pn接面半導體。不過，太陽能電池在設計時，會盡可能地讓輸出電流最大化，光電二極體則會設計成盡可能提高光線量轉換成電荷的效率，以獲得最漂亮的圖像。
所謂的感光元件，就是這些名為像素的單元聚積而成的結構。說明相機性能時，常會用到「1000萬像素」之類的用語，指的就是這些單元。基本上，像素數目愈多，愈能得到高精密度的圖像。
CCD感光元件畫質比較好
代表性的感光元件結構有2種。一種是很久以前就實用化的CCD（Charge Coupled Devices：電荷耦合元件）感光元件，另一種則是2000年代才開始實用化的CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補式金氧半導體）感光元件。
CCD與CMOS結構的主要差別在於如何處理光電半導體產生的電荷，也就是電路結構的差異，其他像是微透鏡、濾光鏡、光電二極體等組成要素則是大同小異。
圖5－24說明了CCD結構與CMOS結構的感光元件如何讀取光電二極體儲存的電荷。
CCD中，光電二極體累積的電荷就像傳水桶接力一樣，沿著各個像素傳送，然後經過同一個放大器，轉換成較大的電子訊號。由於傳送電荷時需要高電壓，所以有消耗電力較高，讀取時間較長等缺點。不過，因為所有像素都使用同一個放大器，所以放大時不會產生偏差，畫質一般來說會比較好。
另一方面，CMOS中每個像素都有一個放大器。內部電路由低耗電的CMOS構成，所以耗電量相當低，且電荷可馬上被放大器增幅，所以讀取速度也比較快。不過，因為每個像素都有一個放大器，各個放大器彼此間的差異會使畫質惡化。
另外，在傳統CMOS的像素中，光線抵達光電二極體前需穿過電子電路，所以抵達光電二極體的光線較弱，有敏感度較低的問題（圖5－25(a) ）。
不過，2008年時SONY開始量產背面照射型CMOS感光元件「Exmor R」，如圖5－25b所示，光會從晶片背面射入，所以抵達光電二極體的光線量更大。
在這之後，SONY陸續開發了堆疊型CMOS感光元件、35mm全片幅背面照射型CMOS感光元件等等，在這個領域中做出許多創新。
CMOS感光元件的製程與目前的LSI有許多共通部分，與其他數位電路的聚積化相對簡單，容易降低成本，有許多優點。另一方面，CCD感光元件需要許多特殊製程，成本較高。 （相關報導： 手機記憶體爆滿怎麼辦？相簿清理5大妙招，不怕破萬張照片雜亂找不到 ｜ 更多文章 ）
於是，市面上的感光元件逐漸變成了CMOS，現在的CMOS感光元件已完全成為了主流。
