Généralités.
Tous les appareils photographiques numériques comportent les mêmes éléments de base, qui répondent à des fonctions bien définies :
Les trois premières fonctions étaient évidemment assurées par les appareils argentiques mais l'image enregistrée sur la pellicule devait ensuite être développée ; la plupart du temps, cette opération demandait un délai relativement important, sauf si l'on utilisait des appareils à développement dit « instantané » (Polaroid). Les appareils numériques permettent une évaluation immédiate du résultat, mais contrairement à ce que l'on pense généralement, cette évaluation n'est pas suffisante pour que l'on puisse apprécier finement la qualité de la prise de vue et, de ce fait, elle peut conduire à des déconvenues importantes.
Un chapitre ultérieur détaille davantage les autres fonctions spécifiques des appareils numériques.
Le système de visée.
C'est grâce à lui que le photographe peut choisir les limites de ce qui sera enregistré par l'appareil, éviter de faire des photos penchées, etc.
Viseur optique direct.
Le sujet à photographier est observé à travers un système optique qui permet d'évaluer le cadrage de la future image. Les viseurs sont désormais absents de beaucoup d'appareils compacts et on peut le regretter car malgré leur précision souvent assez faible, la visée sur un écran électronique n'est pas toujours facile, en particulier lorsque cet écran reçoit la lumière directe du soleil ou d'une autre source de lumière intense. Par ailleurs, les viseurs optiques ont l'avantage de ne consommer aucune énergie.
Viseur reflex.
Il permet la visée à travers l'objectif de prise de vue. Un miroir permet de former l'image non pas sur la surface sensible mais sur un verre dépoli très fin que l'on observe à l'aide d'un système optique approprié. En principe ce viseur permet de contrôler à la fois le cadrage et la mise au point, il est toutefois réservé à des appareils relativement chers et encombrants. La visée est possible même si l'appareil est éteint, elle disparaît quelques instants au moment où le basculement du miroir permet la prise de vue.
Écran à cristaux liquides.
Sur tous les appareils numériques, un écran d'affichage à cristaux liquides (ACL) permet de visualiser rapidement les images qui viennent d'être prises. L'équivalent en anglais est "Liquid Crystal Display", abrégé en LCD. Pour les appareils qui ne sont pas dotés d'une visée reflex, cet écran constitue aussi un système de visée, voire le seul système de visée possible si l'on ne dispose pas d'un viseur optique. Lorsque cet écran est orientable, il devient possible de viser sous des angles autrement impossibles. Jusqu'en 2007, l'écran ACL des appareils reflex ne permettait pas la visée, mais seulement l'examen des images enregistrées. Le mode « live view » est désormais généralisé sur la plupart des appareils reflex récents.
Viseur électronique.
Un petit écran LCD est observé à travers un système optique. Il permet de suivre le cadrage et la mise au point comme l'on ferait avec un appareil reflex mais avec une précision bien moindre, en particulier pour la mise au point. Ce viseur ne fonctionne que si l'appareil est mis en marche et la visée disparaît lors de la prise de vue, ce qui peut parfois se révéler déroutant. Ce sont les appareils de type « bridge », intermédiaires entre les appareils compacts et les reflex, qui sont munis de ce dispositif, généralement associé à un écran LCD extérieur.
L'objectif.
C'est de lui que dépendent pour l'essentiel les propriétés de l'image. Les appareils numériques, tout comme leurs homologues argentiques, utilisent pour l'essentiel cinq sortes d'objectifs ou autres dispositifs :
Objectifs à mise au point fixe.
On les trouve sur les appareils de bas de gamme, téléphones mobiles compris. Il s'agit essentiellement d'objectifs de focale fixe, dont l'angle de champ ne varie pas, et parfois d'objectifs de type « zoom » à faible variation de focale.
Objectifs à focale variable associés à une mise au point automatique.
Ce sont eux que l'on trouve le plus fréquemment sur les appareils numériques compact et sur les bridges. Dans de rares cas, la mise au point automatique peut être débrayée pour permettre au photographe de reprendre la main et de faire (ou de défaire ...) la mise au point manuellement.
Objectifs interchangeables.
Les appareils reflex peuvent recevoir une panoplie d'objectifs variés, depuis les très grands angulaires jusqu'aux téléobjectifs extrêmes. Le fourre-tout s'alourdit et le porte-monnaie s'allège au fil des achats.
Compléments optiques.
Certains appareils numériques acceptent des compléments optiques que l'on monte devant l'objectif normal. Cela permet de disposer de plus grandes possibilités du côté grand angulaire et/ou du côté téléobjectif. Ces compléments sont inutilisables seuls.
Zoom numérique.
Le « zoom numérique » ne fait que retailler la partie centrale de l'image sans l'améliorer en quoi que ce soit, ce qui donne forcément des agrandissements de médiocre qualité, flous et granuleux. Ce découpage peut être fait par tous les logiciels de traitement d'images, ce qui permet d'affirmer que le zoom numérique n'a strictement aucun intérêt.
L'ouverture du diaphragme.
La quantité de lumière qui entre dans l'objectif dépend directement du diamètre du diaphragme, toutes choses égales par ailleurs. Un objectif très ouvert permet de réaliser plus facilement des prises de vues en conditions de faible lumière mais avec une profondeur de champ réduite. On peut alors souvent éviter le recours au flash qui donne souvent un très mauvais éclairage et engendre des phénomènes tels que les yeux rouges.
Le capteur.
L'image fournie par l'objectif se forme sur un capteur formé d'une multitude de petits éléments sensibles à la lumière qui transforment l'énergie qu'ils reçoivent en signaux électriques. Ces signaux sont traités par le logiciel embarqué dans l'appareil de façon à constituer un fichier informatique qui sera ensuite transféré dans un système de stockage pour que l'on puisse ultérieurement le récupérer en vue d'examiner l'image sur un écran d'ordinateur, ou de la projeter, ou encore de la tirer sur papier.
Le système de commande de l'exposition.
Selon que la lumière est faible ou abondante, il convient d'ajuster l'exposition du capteur pour que l'image puisse être correctement enregistrée. Les appareils numériques modernes possèdent tous un système automatique qui règle le temps de pose et/ou l'ouverture du diaphragme mais seuls les plus perfectionnés peuvent être repris en main de façon que le photographe puisse outrepasser les indications fournies par l'automatisme pour imposer ses propres réglages. 
On peut obtenir des effets très variés en réglant convenablement la vitesse d'exposition, lorsque l'appareil le permet. Plus la gamme des temps de pose est étendue, plus les possibilités offertes sont intéressantes. Un temps de pose très court permet de « figer » le sujet, de le « geler » comme disent les anglo-saxons, un temps de pose trop long enregistre au contraire les mouvements du sujet qui peut alors paraître un peu flou (la photographie est alors généralement ratée) ou au contraire qui se traduit par des traînées suggérant le mouvement et donnant un aspect irréel à des sujets classiques comme les cascades ou les sources lumineuses mobiles qui laissent des traînées dans la nuit.
La définition des images.
Les images informatiques sont constituées d'une multitude de petits éléments carrés juxtaposés, que l'on appelle des pixels. Plus il y a de pixels, plus la définition est élevée. Une image destinée à être vue en plein écran sur un ordinateur équipé d'un moniteur affichant 1.024 x 768 pixels doit comporter environ 0,8 million de pixels, soit 0,8 mégapixel (0,8 Mp). Il en faut un peu plus pour obtenir de bons tirages papier de 10 x 15 cm, à partir de 4 Mp on obtient de très bons tirages de 20 x 30 cm et même, dans certains cas, de 40 x 50 cm.
Une image de haute qualité comportera toujours un nombre de pixels élevé, d'où la nécessité de disposer de moyens de stockage suffisants. La plupart des appareils numériques permettent de choisir des définitions plus faibles que le maximum possible pour le capteur, et donc d'enregistrer beaucoup plus d'images sur un support donné, mais cela se fait évidemment au détriment de la qualité.
Naturellement, un nombre élevé de pixels n'a d'intérêt que si l'objectif de l'appareil est d'une qualité suffisante. Une image floue à l'enregistrement le restera, même si le nombre de pixels est élevé.
La mise en mémoire des fichiers informatiques.
Quelques appareils stockent les images uniquement dans leur mémoire interne mais la plupart du temps l'enregistrement se fait sur une carte mémoire amovible. Il en existe diverses sortes correspondant à des dimensions et à des connexions différentes et qui ne sont donc généralement pas interchangeables : SmartMedia (SM), CompactFlash (CF), Secure Digital (SD), Memory Stick ou autre.
Le nombre d'images que vous pourrez enregistrer sur une carte mémoire dépend directement de sa capacité. Plus celle-ci est élevée, plus vous serez autonome. Les appareils ont été livrés pendant très longtemps avec des cartes d'une capacité ridicule qui ne permettait d'enregistrer qu'un nombre très limité de photographies. Là encore les choses changent vite ; au milieu des années 2000 des capacités de 128 ou 256 Mo étaient considérées comme importantes ou très importantes, et ces cartes étaient très onéreuses. En 2010 des capacités de 2 à 16 Go sont devenues courantes mais vous devrez toujours raison garder. Lors d'un voyage, par exemple, il vaut sans doute mieux utiliser plusieurs cartes de capacité moyenne plutôt qu'une seule très grosse : les cartes sont relativement fragiles et en cas de détérioration vous risquez en effet de perdre l'ensemble de vos prises de vues.
Un autre point à considérer est la rapidité de transfert des images lors de leur enregistrement par l'appareil et lors de leur chargement sur un ordinateur. Cette vitesse de transfert peut varier facilement dans des rapports de l'ordre de 1 à 10, ou même parfois beaucoup plus, selon les modèles.
Archivage des fichiers informatiques.
Après qu'elles ont été extraites de l'appareil, les images doivent être stockées sur d'autres supports informatiques de coût plus faible et de capacité plus grande : disques durs, cédéroms, DVDs, etc. Naturellement, plus la définition des images est grande, plus elles occupent de place en mémoire. Par la suite, il faut évidemment s'intéresser à la sécurité du stockage, car une défaillance de disque dur peut conduire à la perte de tout son contenu si des duplicata n'ont pas été effectués en temps utile sur d'autres supports.