CCD kamera ir jebkura veida digitālā kamera ar CCD sensoru ar lādētu ierīci. Tas ietver lielāko daļu patērētāju un profesionālu fotokameru, videokameru, drošības kameru, mobilo tālruņu kameru un medicīnas kameru. CCD ir ļoti efektīvi, parasti uztver apmēram 70 procentus no krītošās gaismas, atšķirībā no fotofilmām, kuras reaģē tikai uz aptuveni diviem procentiem no krītošās gaismas. CCD ir jutīgi arī pret infrasarkano gaismu, kas padara tos ideāli piemērotus nakts redzamības novērošanas kamerām un astronomijas lietojumiem. Lai gan dažas kameras izmanto papildu metāla oksīda pusvadītāja (CMOS) attēla sensoru, CCD ir visizplatītākais tips.
Lielākā daļa CCD kameru attēla datu savākšanai izmanto vienu ar uzlādi savienotu ierīci neatkarīgi no tā, vai kamera ir paredzēta monohromatiskai, krāsu vai infrasarkanai lietošanai. Šajā gadījumā gaisma nonāk caur objektīvu, tiek filtrēta un pēc tam fokusēta uz viena fotoelektriskā attēla sensora bloka virsmas. Daudzās profesionālās videokamerās, kas pazīstamas kā "trīs CCD" vai "trīs mikroshēmu" kameras, ir trīs CCD bloki. Ar to palīdzību ienākošo gaismu sadala ar prisminto tā sarkanās, zaļās un zilās sastāvdaļas, katra no tām ir vērsta uz savu CCD sensoru. Tas uzlabo krāsu atdalīšanu un palielina gaismas jutīgumu, kā rezultātā tiek panākta precīzāka krāsu nokrāsa un detalizētāka situācijās, kad apgaismojums ir sliktāks.
Faksa aparāti, skeneri un citi lineārā skenēšanas kameru veidi datu vākšanai izmanto viendimensiju CCD attēla sensoru, pārvietojot sensoru vai skenējamo objektu, lai iegūtu visu attēlu. Visos citos CCD kameru tipos tiek izmantota fiksēta divdimensiju apgabala matrica. CCD sensors ir savienotu, fotoaktīvu kondensatoru kopums, kas veido lādiņus, pamatojoties uz tiem fokusētās gaismas intensitāti, ilgumu un viļņa garumu. Tiklīdz tas ir pakļauts attēlam, sensora kontrolieris novirza katra kondensatora lādiņu kaimiņam masīvā. Tas rada pulsācijas efektu visā matricā, novirzot pēdējo uzlādes komplektu uz mikroshēmu uz atsevišķu digitalizētāju; šis digitalizators tos pārveido skaitliskās vērtībās, kas jāsaglabā kameras atmiņā.
