胶片照相机主要是用感光材料把光线变成图像的机器。当快门打开时，光线透过镜头投射到胶片上，胶片表面的感光乳剂层会吸收光线，让里面的卤化银颗粒发生化学反应。这些化学反应会让乳剂变黑，记录下光线强弱和颜色分布。通过化学冲洗把变化固定成永久图像。

胶片成像原理成立是因为卤化银颗粒对可见光敏感。当光线穿过镜头时，不同波长的光会被卤化银分解成不同能量，380到700纳米的光能触发化学反应。比如柯达Ektachrome的感光材料能捕捉380到700nm的光线，比人眼能看到的范围（380-750nm）稍微窄一点。实验显示这种化学反应的速度是0.01秒内完成，比人眨眼快10倍。冲洗时用碱性药水（pH值12）溶解未反应的卤化银，用酸性药水（pH值5）稳定已反应的颗粒，整个过程大约需要15分钟。这种物理化学反应机制是19世纪达盖尔银版法改进而来的，1975年柯达工程师发现卤化银颗粒在乳剂中的分布密度决定成像质量，所以现在胶片感光层厚度控制在8-12微米之间，刚好让90%光线被有效捕捉。