CCD是一种“带电耦合设备”，由与计算机芯片相同的材料制成。CCD背后的原理与爱因斯坦获得诺贝尔奖的原理是一样的，即光电效应。
人们发现硅酮暴露在光线下会释放电子。通过将几块电子器件连接到硅胶芯片上，就可以制作出CCD。顺便说一句，CCD是由贝尔实验室在1970年发明的——那时企业还相信纯研究。
上图所示的CCD(来自SBIG的图片)显示的是一个1024x1024的CCD。1024是每行和每列的像素数。对于总像素磅，使用矩形面积的公式-或行x高度= 1048576像素。这是一个合格的“百万像素”CCD芯
CCD是由更小的称为像素的部分或图像元素组成的。CCD芯片的分辨率是像素的总数。它们是按行和列组织的。当CCD接收到光线时，每个像素就会收集一个电荷并将其存储起来，直到图像下载完毕。
如上图所示，每次读取一行像素的电荷。下面的图片展示了如何从CCD读取数据的类比。
有许多定义用于定义CCD的功能。其中最重要的是量子效率，也就是芯片的见光能力。CCD优于胶片的一个因素是它的线性能力——两倍的曝光意味着两倍的光线，而不是胶片的互易性失效。量子效率定义为百分率为100，可以用图形形式产生:
这个图也演示了从背面照明到正面照明。这些是定义CCD芯片方向的术语。CCD表面涂有硅树脂，通常正面比背面厚。这有两个目的:保护和稳定。它发现芯片翻过来允许更直接的像素元素,和剃须额外硅胶从后面允许光达到像素,但是这个过程是确切的,结果在许多失败芯片的成本——因此在某些情况下,通常的芯片的两倍。但图表说明了一切，他们更敏感。另一种CCD被称为“反开花”。如果一个像素存储了过多的电子，它们就会溢出，导致图像过度曝光。
上面的例子说明了开花的作用。一个“反开花”的CCD包含了限制这种行为的电子元件，但限制了对芯片光线的把握。
描述CCD的其他术语:
ABG -防开花闸板-减少开花效果
模数转换器-模拟到数字转换器-转换电子信号到二进制信息
模拟到数字单元-从一个CCD的一个计数
偏置- CCD的背景电平
偏置帧-一个单独的图像用来对抗来自图像的偏置
电荷传输效率-电子传输电子信号的能力
暗电流-热噪声由于热建立在芯片
暗帧-用来对抗暗电流的效果的图像
平场-用于定义CCD缺陷的图像
全帧设备——CCD的整个区域都暴露在光线下
帧传输装置-只有一半的CCD暴露在光线下
增益-每ADU的电子数
Lumigen -荧光涂料用于提高UV响应
超扫描-读出比图像更多的像素，用于校准
QE -量子效率
饱和-开花的另一个名字
移位寄存器-在CCD周围移动电荷的机制
读出噪声-像素的精度可以测量电荷
读出寄存器-电荷测量的位置
诱捕位点-在CCD上阻止电子流动的缺陷
井深-一个像素在饱和或开花前可以容纳多少电子
有几个术语可能会引起你的注意:暗框、平场和偏置框。这些是在正常图像之外拍摄的图像。这些的目的是为了额外的校准和减少。由于CCD的图像是数字的——因此是二进制的——图像中的任何缺陷都可以通过缩小技术来消除。通过从一幅图像中减去黑暗、偏置和平面帧，就会得到一幅更好(也更准确)的图像。
在机器视觉检测和人工智能视觉技术领域，CCD的应用也是很广泛的。
