Fotoğraf makinesi, içine ışık girmeyecek biçimde yapılmış bir kutudur. Buna karanlık kutu da denir. Kutunun bir yüzüne buzlu cam yerleştirilir, karşısına gelen yüzün tam ortasına da küçük bir delik açılırsa ilkel bir fotoğraf makinesi elde edilir. Bu kutu bir cismin önüne konulursa cismin her noktasından çıkan ışık ışınları, bu delikten geçerek buzlu camın üstüne düşerler. Böylece buzlu cam üstüne cismin küçük bir görüntüsü düşer. Bu görüntü cisme göre terstir. Kutunun deliğine bir mercek yerleştirilirse, buzlu cam üzerindeki görüntü netleşir.
Bundan sonraki en önemli iş buzlu cam üstündeki görüntüyü bir kâğıda geçirebilmek ve ışıktan bozulmayacak duruma getirmektir. Çok basit olarak anlatılan bu işlemleri gerçekleştirmek için makineler, filimler ve özel fotoğraf kâğıtları kullanılır.
Objektif, En basit objektif bir yakınsak mercektir. Makineye giren ışınların dağılmasını önler, toplu olarak filmin üzerine düşürür. Yalnız merceğin kenarlarından giren ışınlar, prizmadan geçmiş gibi 7 renge ayrılarak görüntüyü bozar. Bu durumu önlemek için yanına bir de ıraksak mercek yerleştirilir. Bu düzene akromatik mercek adı verilir.
Bu da her zaman diyafram ayarı isteyen kullanışsız bir objektiftir. Hızlı ve duyarlı fotoğraflar çekmek için birkaçı bir boru içine yerleştirilmiş objektifler kullanılır. Bu yüksek güçlü objektiflerle, diyafram ayarı yapmadan az ışıklı yerlerde bile hareket eden cisimlerin fotoğrafları çekilebilir.
Geniş açılı objektiflerde odak uzaklığı küçüktür. Bu yüzden geniş yüzeylerin fotoğrafı çekilebilir. Görüş açıları büyük olduğu için manzara fotoğraflarında ya da büyük cisimlerin yakından fotoğrafını çekmekte kullanılırlar. Hareket eden cisimler için yetersizdirler.
Teleobjektifler, büyük odak uzaklıklı birçok objektifle, küçük odak uzaklıklı bir çift objektifin düzenlenmesiyle elde edilirler. Uzaktaki cisimlerin büyütür.