各種針孔攝像機的原理都是類似的。它們將透過鏡頭收集到的光線投在感光元件上，由感光元件把光信號轉換為電信號；電信號被轉換成數字信號；數字信號進行壓縮后傳輸到監視器或錄制設備上，從而顯示或者錄制成我們能夠看到的影像。由于體積的限制，這類攝像機一般沒有太過復雜的功能，不能調整焦距，也不能調節光圈大小。它們一般由鏡頭、圖像傳感器、模擬/數字轉換器、圖像控制器等多個部分構成，如果帶音頻功能的話，還要再加上聲音收集、處理和傳輸的組件。

CCD和CMOS都是利用感光二極管（Photodiode）來進行光電轉換的。接收的光線越強、電荷越多；光線越弱，電荷越少。通過這種方式，將拍攝的景物轉變成攜帶電荷數量不一樣的多個像素點。CCD和CMOS的主要區別在于數據放大和傳輸順序的不同。在曝光后，CCD將每一行的每一個像素產生的電荷按順序傳入一個緩沖區中，統一由放大器進行放大，然后一起轉換成數字信號輸出；而CMOS的每個像素旁都連接著一個放大轉換器，把每一個像素的信號放大并且轉變成數字信號，然后一并輸出。

原理上的不同導致CCD和CMOS在很多方面都存在差異。CMOS的感光度比CCD低，因為CMOS上每個像素都包含了放大與轉換電路，單一像素感光區域的面積比CCD要小；CMOS的成本比CCD低；CMOS由于每一個像素單獨放大，很難達到所有像素放大同步的效果，所以圖像效果比CCD差；CMOS耗電量比CCD低，因為CCD需要外加電壓把電荷“驅趕”到傳輸通道中去，而CMOS不需要這么做。

隨著技術的進步，CCD與CMOS之間的差異正在逐漸縮小。CCD變得越來越省電；CMOS也開始改善畫質表現。我們現在對于高端和低端的看法，也許在不久的將來就會轉變。

監控是針孔攝像機主要的用途。由于針孔攝像機的體積小，可隱蔽性好，因此被廣泛應用于交通監控、公共場所監控、安全監控等領域，保障了人們的生命和財產安全。

但是，針孔攝像機也會出現在不該出現的地方。層出不窮的偷拍讓人們不得不提高警惕，小心保護自己的隱私。