Les trois facteurs de base.
L'exposition d'une photographie résulte de la combinaison de trois facteurs : le flux lumineux qui traverse l'objectif, le temps pendant lequel la lumière atteint la surface sensible et la sensibilité de cette dernière.
Ces trois facteurs correspondent aux trois réglages de base que sont l'ouverture du diaphragme, le temps de pose et le choix de la sensibilité. Les deux premiers sont communs à tous les types d'appareils, argentiques ou numériques ; en revanche, sur les appareils argentiques, c'est le type de film utilisé qui détermine la sensibilité, tandis que sur les appareils numériques on peut faire varier dans une certaine mesure la sensibilité apparente du capteur, qui est évidemment inamovible.
Effets et interdépendance des réglages.
Il faut bien comprendre que pour obtenir ou maintenir une exposition correcte de la surface sensible, ces trois réglages sont interdépendants. Par ailleurs, ils agissent sur d'autres éléments qui contribuent à la qualité de l'image finale.
Doubler l'ouverture du diaphragme (en pratique, ouvrir d'un cran), ou doubler le temps de pose, ou doubler la sensibilité, aboutit à doubler l'exposition. Lorsque l'on change un réglage, il faut donc compenser la modification en agissant aussi sur les autres. Par exemple, doubler la sensibilité permet de diviser le temps de pose par deux. Si l'on souhaite fermer le diaphragme de deux crans, on doit quadrupler le temps de pose ou la sensibilité, ou encore doubler le temps de pose et la sensibilité.
Naturellement, ces diverses opérations ne sont pas anodines. Si l'on ouvre le diaphragme, on diminue la profondeur de champ. Si l'on augmente le temps de pose, on risque davantage d'obtenir une image floue en raison du « bougé ». Si l'on augmente la sensibilité, on obtient une image de moindre qualité en raison de la montée du grain du film ou du bruit numérique issu du capteur.
Le mode automatique offert aujourd'hui par la plupart des appareils numériques réalise un compromis souvent satisfaisant entre ces divers facteurs mais un peu de réflexion permet généralement d'obtenir un meilleur résultat.
Exemple 1 - « Règle du diaphragme 16 ».
Pour un sujet en plein soleil, lorsque le diaphragme est réglé sur f/16, on obtient généralement une exposition correcte lorsque le temps de pose est l'inverse de la sensibilité ISO, soit par exemple 1/125 s pour une sensibilité de 125 ISO. Il se peut toutefois que le temps de pose ou l'ouverture du diaphragme ne soient pas appropriés aux conditions de la prise de vue.
Par exemple, si le sujet se déplace rapidement, le temps de pose de référence est probablement trop important. On peut alors choisir un temps plus court, par exemple 1/500 s, ce qui revient à diviser l'exposition par 4. Une compensation possible consiste à multiplier par 4 la surface du diaphragme et donc à ouvrir de deux crans, ce qui donne une valeur de f/8, à condition toutefois que l'on ait alors une profondeur de champ suffisante.
Exemple 2.
On se trouve à l'intérieur et la lumière est faible, ce qui donne des réglages de base tels que f/4 avec une vitesse de 1/15 s pour 100 ISO. Par dessus le marché, l'ouverture maximale de l'objectif est f/3,5, ce qui ne laisse pratiquement aucune marge pour ouvrir davantage.
Avec ces réglages de base, la profondeur de champ est très faible et le risque de bougé considérable. Il ne reste pas beaucoup d'autre solution que d'adopter une sensibilité plus forte. En fermant un peu le diaphragme à f/5,6, on divise l'exposition par 2 et on la divise encore par 4 en passant à un temps de pose de 1/60 s. Il faut donc multiplier la sensibilité par 8, autrement dit passer à 800 ISO, pour compenser les modifications. Cependant, malgré les progrès accomplis ces dernières années, la structure de l'image sera un peu moins bonne que si l'on était resté à 100 ISO.
Naturellement on peut aussi mettre l'appareil sur pied, ce qui permettra de ne pas trop diminuer le temps de pose, à condition que le sujet ne soit pas trop mobile. Le flash peut se révéler indispensable pour obtenir une image utilisable mais en détruisant l'ambiance.
Sur exposition et sous exposition.
Une surface sensible quelconque, film ou capteur, ne commence à réagir que si elle reçoit une exposition suffisante. Il y a donc un seuil au-dessous duquel tout enregistrement d'information est impossible. De même, au-delà d'une certaine valeur, les surfaces sensibles connaissent une saturation qui fait que leur réaction n'augmente plus et qu'elles deviennent incapables de traduire les variations de l'exposition qu'elles reçoivent.
Entre ces deux limites, les différences d'exposition se traduisent par des variations enregistrables de noircissement pour les films négatifs noir et blanc, de signaux électriques pour les capteurs numériques, ... L'écart entre les valeurs limites, que nous appellerons plus tard « contraste utile » ou « dynamique » de la surface sensible, est une caractéristique de cette dernière ; il n'est actuellement en pratique que de quelques centaines pour les films et les capteurs, tandis que les performances de l'œil sont très largement supérieures, de plusieurs ordres de grandeur.
Sous exposition.
Lorsque l'exposition est insuffisante, la surface sensible ne reçoit pas assez de lumière de la part des zones sombres du sujet, ce que l'on appelle communément les « ombres ». Il en résulte que tous les détails dont la luminosité est inférieure à une certaine valeur seront traduits par du noir, ce qui constitue évidemment une perte d'information ; cette « simplification » des images peut néanmoins être utilisée à des fins artistiques.
Sur exposition.
C'est le phénomène inverse du précédent ; les zones claires du sujet, les « lumières », donnent des expositions supérieures à la limite de saturation, de sorte qu'elles sont rendues par du blanc, quel que soit leur niveau de luminosité, et naturellement les détails correspondants ne sont pas enregistrables. Là aussi, il y a perte d'information et ouverture de possibilités artistiques.
Exposition correcte.
Obtenir une exposition correcte suppose que les diverses zones du sujet ne provoquent ni sur exposition ni sous exposition, dans ces conditions tous les détails du sujet peuvent être enregistrés, qu'ils se situent dans les ombres ou dans les lumières. Ceci suppose que le contraste du sujet est au plus égal au contraste utile de la surface sensible, une condition qui n'est presque jamais réalisée dans la pratique.
Problème des sujets trop contrastés.
Lorsque le contraste global du sujet est supérieur au contraste utile de la surface sensible, ce qui est très fréquent en pratique, il est absolument impossible d'enregistrer en même temps les détails des ombres et ceux des lumières. On ne peut donc pas éviter d'obtenir des zones sous exposées, ou des zones surexposées, ou les deux à la fois.
Notons que parmi les zones les plus claires, certaines n'ont pas d'intérêt car elles sont éblouissantes et ne contiennent donc aucun détail perceptible par l'œil. Ce sont les sources de lumière ponctuelles comme les lampes et bien sûr le soleil, ainsi que les reflets spéculaires de ces sources sur l'eau ou sur d'autres surfaces réfléchissantes. Le fait que ces zones soient surexposées est presque « naturel » et ne nuit en rien à la qualité des clichés. 
Si le sujet est parfaitement immobile, il est possible de réaliser plusieurs photos en utilisant des temps de pose différents, de façon que les zones mal exposées sur l'une soient convenablement exposées sur l'autre ; ces photos sont ensuite assemblées lors du tirage ou aujourd'hui plus communément à l'aide de logiciels spéciaux selon le procédé dit "High Dynamic Range" ou HDR. Il faut évidemment opérer sur pied de manière que la superposition des clichés soit aussi bien assurée que possible. 
Cependant, dans les cas les plus courants, il est impossible de réaliser plusieurs clichés successifs et un choix s'impose. Vaut-il mieux sacrifier les zones sombres, qui seront sous exposées, ou les zones claires, qui seront sur exposées ? La question a fait couler beaucoup d'encre. En fait, tout dépend des conditions de prise de vue et de ce que l'on veut montrer sur le cliché, l'essentiel étant évidemment que les zones intéressantes soient enregistrées avec un maximum de détails. Par ailleurs, on sait que le regard est attiré en premier lieu par les zones claires des images, qui doivent donc autant que possible montrer des détails significatifs, sous peine de paraître « vides » ; en revanche, la présence d'ombres « bouchées » est nettement mieux acceptée.
D'une manière générale, beaucoup de photographes ont pris l'habitude de décaler les réglages de leur appareil par rapport aux indications du posemètre, en exposant un peu moins pour les scènes extérieures et un peu plus pour les scènes d'intérieur.
Mémorisation et blocage d'exposition.
Lorsque les appareils numériques ont fait la mise au point et le réglage d'exposition, une pression à mi-course sur le déclencheur permet généralement de bloquer ces valeurs et de changer le cadrage pour obtenir une meilleurs composition. 
De même, on peut bloquer l'exposition sur certaines valeurs, en particulier lorsque l'on doit effectuer plusieurs clichés qui doivent être exposés de la même manière. C'est par exemple le cas lorsque l'on souhaite raccorder plusieurs photos pour réaliser un panoramique. 
Modes d'exposition.
Selon le sujet, les conditions de prise de vue et le degré de flemme de l'opérateur, le choix du mode de prise de vue peut avoir une influence considérable sur le résultat final. 
Mode manuel (M).
L'opérateur garde le contrôle complet de l'ouverture et du temps de pose.
Mode Priorité Ouverture (A ou Av).
L'opérateur fixe l'ouverture du diaphragme (A pour "Aperture") et l'appareil calcule le temps de pose.
Mode Priorité Vitesse (Tv ou S).
L'opérateur fixe le temps de pose, improprement appelé vitesse, en réglant l'obturateur (S pour "Shutter"), l'appareil calcule l'ouverture du diaphragme.
Mode Programme (P).
L'appareil calcule à la fois l'ouverture du diaphragme et le temps de pose, compte tenu de la sensibilité ISO imposée s'il y a lieu. Il est généralement possible de décaler le réglage par rapport aux préconisations de l'appareil, par exemple 1/250 s à f/8 au lieu de 1/125 s à f/11. L'opérateur peut par exemple fermer davantage le diaphragme pour obtenir plus de profondeur de champ ou diminuer le temps de pose pour figer un sujet mobile.
Modes automatiques.
En mode purement automatique l'appareil s'occupe de tous les réglages, ouverture, temps de pose, sensibilité, il peut également commander l'activation du flash et le cas échéant choisir la qualité d'image et la résolution, le mode de mesure de la lumière, etc. 
Les modes « scènes » permettent d'imposer certains réglages en fonction de l'utilisation prévue :
Ces divers modes permettent aux débutants d'obtenir des images correctes mais les résultats sont rarement les meilleurs possibles ; c'est pourquoi les photographes expérimentés préfèrent généralement utiliser les modes programme, priorité à l'ouverture, ou encore le mode manuel intégral, réservant le mode automatique pour les circonstances où ils n'ont pas le temps de faire les mesures nécessaires.
Modes de mesure de la lumière.
Photographier en mode entièrement manuel reste la meilleure solution pour une exposition parfaite et l'expression de la créativité du photographe. Cependant, s'il faut parfois travailler vite et faire confiance aux systèmes de mesure de l'appareil, encore faut-il comprendre comment ils fonctionnent pour en tirer parti au mieux.
Tout d'abord, quel que soit le système de mesure utilisé, un appareil à qui l'on présente des plages unies blanches, grises ou noires donnera toujours une image grise unie correspondant à la luminosité moyenne de la plupart des sujets les plus communément photographiés. Autrement dit, un sujet entièrement sombre sera systématiquement surexposé pour tendre vers le gris moyen, et un sujet uniformément clair sera au contraire systématiquement sous-exposé.
La plupart des appareils photographiques modernes possèdent au moins trois modes de mesure classiques : matricielle, centrale pondérée et ponctuelle (« spot »).
Mesure matricielle.
Avant l'arrivée de ce mode de mesure, les photographes devaient déterminer les paramètres de la pose en tenant compte des zones les plus claires et les plus sombres du sujet, sans tenir compte de la luminosité moyenne, de façon que la plus grande partie des luminances de la scène soient bien représentées sur l'image définitive. Cela fait parfois beaucoup de travail et de réflexion pour une seule photographie.
Le mode de mesure matricielle porte un nom qui varie selon la marque de l'appareil : « evaluative » chez Canon, « matrix » chez Nikon, etc.
L'image du sujet est « découpée » en un certain nombre de zones dont l'éclairement est mesuré séparément. Leur nombre varie de moins de 10 à plusieurs dizaines pour les appareils les plus perfectionnés. L'exposition est déterminée en tenant compte de l'écart entre les zones les plus sombres et les plus claires. Il va sans dire que la mesure est a priori d'autant plus affinée que le nombre de zones échantillonnées est plus élevé. 
Ce mode est conseillé pour les scènes d'ensemble dans lesquelles le sujet principal n'est pas clairement localisé dans une zone précise de l'image ou quand la lumière est relativement faible. Assez souvent, il conduit à surexposer les scènes dont l'ambiance générale est assez sombre, et il faut donc s'en méfier dans un certain nombre de cas.
Mesure centrale pondérée.
Ce mode de mesure tient compte de la luminosité de l'ensemble du champ photographié mais donne plus d'importance à la zone centrale. Dans la plupart des cas, l'exposition résultante est obtenue en considérant que la zone centrale intervient pour 75 % et les zones périphériques pour 25 % ; il s'agit là d'ordres de grandeur, des différences notables pouvant exister entre les marques et/ou les appareils.
La mesure centrale pondérée donne les meilleurs résultats lorsque le sujet est plutôt localisé dans une zone de l'image et quand sa luminosité générale s'écarte notablement de celle du gris moyen, pour un portrait par exemple. La mesure doit être faite en centrant le sujet, quitte à mémoriser l'exposition pour pouvoir changer le cadrage au moment de la prise de vue.
Mesure ponctuelle ou « spot ».
En utilisant ce mode on fait la mesure non pas sur un point, mais sur une petite zone de l'image, communément de 2 à 5 %. L'évaluation se fait généralement dans la zone centrale du cadre, mais certains appareils permettent de choisir l'endroit où se fait la mesure, tandis que d'autres mesurent la zone sur laquelle ils font la mise au point, etc. Pour savoir comment les choses se passent effectivement avec tel ou tel appareil, il faut se référer à la notice.
La mesure ponctuelle est intéressante lorsque le sujet présente des zones très brillantes ou très sombres qui peuvent tromper l'appareil si l'on utilise d'autres modes de mesure. Seule l'expérience pratique permet d'apprendre à en tirer les meilleurs résultats, particulièrement pour des sujets difficiles comme les contrejours.
Utilisation des histogrammes.
Sur de nombreux appareils, un histogramme est visible au moment de la prise de vue. Il montre le nombre des pixels correspondant aux divers niveaux de luminosité entre le noir complet (à gauche) et le blanc complet (à droite).
Un simple examen permet alors de voir si l'image présente des zones sous exposées ou au contraire sur exposées. Si tel est le cas, une intervention pour corriger le niveau général de luminosité peut souvent arranger les choses.
NB : les histogrammes ci-dessous ont été obtenus après coup à l'aide d'un logiciel de traitement d'images, ceux que l'on observe sur l'écran des appareils ne comportent généralement pas les informations supplémentaires visibles ici.