От гледна точка на конструкция, цифровите апарати са доста по-сложни от обикновените. Поради това, че изображението се получава директно в електронен вид, в тях са вградени много електронни компоненти и специален софтуер, който да ги управлява. () Те също имат обектив с лещи, фокусиращи потока от отразена светлина върху светлочуствителен елемент. Този светлочувствителен елемент се нарича сензор (image sensor). (CCD_002.jpg) Има два типа сензори. CCD (Charget-Coupled Device) или CMOS матрица. Преди да се заснеме изображението, специален изчислителен блок анализира постъпващата през обектива светлина и според нея определя и коригира фокуса, времето за експозиция, баланса на белия цвят, управлението на светкавицата и т.н. След това, матрицата захваща изображението и го предава към АЦП (Аналогово-Цифров Преобразувател). АЦП анализира аналоговите импулси, прихванати и съхранени върху матрицата, и ги преобразува в цифров формат.
След тази операция в действие влизат един (или няколко) специализирани микропроцесора със съответното програмно осигуряване (почти всеки цифров фотоапарат има възможност за осъвременяване на програмното му осигуряване), които извършват по-нататъшната обработка на данните до краен резултат, който се записва върху съответния носител и вече може да се извежда на дисплея (ако го има). Освен определянето на всички познати от класическата фотография параметри, при цифровата фотография може да се задават и различни начини за запазване на получената снимка. След като АЦП преобразува изображението в поредица от цифри, за да заема по-малко място в паметта тази поредица от цифри може да бъде компресирана. По какъв начин да стане това, зависи от алгоритмите и софтуера, налични във всеки един от цифровите фотоапарати. От избора на подходящ алгоритъм зависи качеството на снимката, файловия формат, в който ще бъде записана (*.jpg, *.tiff или др.), степента на компресия плюс цял куп други допълнителни възможности, като рамка около всяка снимка или генерирането на дата и час, отпечатани в ъгъла на снимката.
Съвременните софтуери включват все по-нови, алгоритми за компресия, нови изходни формати, подобрени режими за управление на консумация на енергия от акумулаторните батерии и т.н.