La macchina fotografica è lo strumento che consente di controllare l'esposizione della pellicola fotosensibile. Sebbene possano differire per dettagli strutturali, le moderne macchine sono tutte costituite da quattro componenti basilari: il corpo, l'otturatore, il diaframma e l'obiettivo.

Collocata nel corpo vi è una sezione a tenuta di luce nella quale viene avvolta ed esposta la pellicola. Sempre nel corpo, tra la pellicola e l'obiettivo, si trovano il diaframma e l'otturatore.

L'otturatore è un dispositivo meccanico che, attivato da una molla, consente alla luce di raggiungere l'alloggiamento della pellicola soltanto durante il tempo di esposizione. La maggior parte dei moderni apparecchi è dotata di un piano focale con otturatore a tendina. Alcune macchine amatoriali meno recenti utilizzano un otturatore lamellare che consente esposizioni fino a circa un trentesimo di secondo. Le moderne macchine fotografiche dispongono di mirini che consentono al fotografo di controllare l'inquadratura attraverso l'obiettivo della macchina stessa. Le macchine reflex con un solo obiettivo dispongono tutte di questo sistema.

Il diaframma, un'apertura circolare situata dietro l'obiettivo, agisce in sincronia con l'otturatore per permettere alla luce di raggiungere la pellicola. Questa apertura può essere fissa, come in molte macchine amatoriali, o regolabile. I diaframmi regolabili si compongono di piccole lamelle sovrapposte, di metallo o plastica che, divaricandosi, formano un'apertura di diametro variabile. Le aperture corrispondono a una scala numerica, chiamata f-stop, che si trova stampata sulla macchina o sull'obiettivo.

L'obiettivo inserito nella parte frontale del corpo è costituito, nelle macchine fotografiche moderne, da un gruppo di lenti di vetro ottico racchiuse in un anello di metallo o cilindro. Può essere fisso o collocato su un supporto mobile: modificando la distanza tra l'obiettivo e la pellicola, il fotografo può mettere a fuoco oggetti che si trovano a diverse distanze dalla macchina.