วิชาการถ่ายภาพนั้น ได้มีการพัฒนาต่อเนื่องกันมาหลายร้อยปีตามลำดับ ก่อนที่จะมีกล้องถ่ายภาพเพื่อการบันทึกภาพให้เหมือนจริงนั้นมนุษย์ในสมัยโบราณได้ใช้วิธีการวาดภาพเพื่อบันทึกความทรงจำและใช้ในการสื่อความหมาย ซึ่งการวาดภาพดังกล่าวต้องใช้เวลานานและได้ภาพที่ไม่เหมือนจริงตามธรรมชาติ ตลอดจนปัญหาอื่นๆ ทำให้มนุษย์พยายามคิดค้นหาวิธีการสร้างภาพโดยใช้เวลาให้น้อยลงและให้ได้ภาพที่สมบูรณ์เหมือนธรรมชาติยิ่งขึ้น หลังจากที่มนุษย์ประสบความล้มเหลวครั้งแล้วครั้งเล่า จนในที่สุดในศตวรรษที่ 19 มนุษย์ก็ประสบความสำเร็จในการคิดค้นกระบวนการสร้างภาพ จากผลของการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ที่ได้พัฒนาความรู้จากศาสตร์ 2 สาขา คือ สาขาฟิสิกส์ ได้แก่เรื่องของแสงและกล้องถ่ายภาพ และสาขาเคมี ในส่วนที่เกี่ยวกับฟิล์มสารไวแสงและน้ำยาสร้างภาพ
การถ่ายภาพเป็นการรวมหลักการที่สำคัญ 2 ประการเข้าด้วยกันคือ การทำให้เกิดภาพจำลองของวัตถุสิ่งใดสิ่งหนึ่งให้ปรากฏบนฉากรองรับได้และการใช้สื่อกลาง ในการบันทึกภาพจำลองของวัตถุนั้น ให้ปรากฎอยู่ได้อย่างคงทนถาวร
ในหลักการข้อแรก คือการทำให้เกิดภาพจำลองของวัตถุสิ่งใดสิ่งหนึ่งให้ปรากฏบนฉากรองรับได้นั้น อริสโตเติล (Aristotle) นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีก ได้บันทึกไว้เป็นครั้งแรกเมื่อ 400 ปีก่อนคริสต์ศักราชว่า ถ้าเราปล่อยให้ลำแสงผ่านเข้าไปทางช่องเล็กๆในห้องมืด แล้วถือกระดาษขาวให้ห่างจากช่องรับแสงประมาณ 15 ซ.ม. จะปรากฏภาพบนกระดาษมีลักษณะเป็นภาพจริงหัวกลับ แต่เป็นภาพที่ไม่ชัดเจนนัก [Ibid.]
จากหลักการนี้ต่อมาได้มีการประดิษฐ์เป็นกล้อง ออบสคิวรา (Camera Obscura) ซึ่งเป็นภาษาลาติน แปลว่าห้องมืด นักปราชญ์ชาวอาหรับชื่อ อัลฮาเซน (Alhazen) ได้บรรยายรูปร่างลักษณะของกล้องออบสคิวราไว้ก่อนปี ค.ศ.1039 ว่ามีลักษณะเป็นห้องมืดที่มีรูเล็กๆที่ฝาข้างหนึ่งเมื่อแสงเดินทางผ่านรูเล็กๆ นี้แล้ว สามารถทำให้เกิดภาพจริงหัวกลับบนฝาผนังด้านตรงข้ามได้
ค.ศ.1490 ลิโอนาโด ดา วินซี (Leonardo Da Vinci)
ค.ศ.1550 กิโรลาโม การ์แดโน (Girolamo Gardano)
ค.ศ.1568 แดนีล บาร์บาโร (Daniel Barbaro)
ค.ศ.1568 แดติ (Danti)
ค.ศ.1568 โยฮานน์ สเตอร์ม (Johann Sturm)
ค.ศ.1839 ดาแกร์ (Daguerre)
ค.ศ.1840 ฟอกซ์ ทัลบอท (Fox Tallbot)
หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์สาขาฟิสิกส์ได้พัฒนากล้องออบสคิวราจนสมบูรณ์แบบในต้นศตวรรษที่ 17 แล้ว นักวิทยาศาสตร์สาขาเคมีก็ได้คิดค้นสื่อกลางในการบันทึกภาพจำลองของวัตถุต่างๆ ให้ปรากฎอยู่ได้อย่างคงทนถาวร ตามลำดับดังนี้
ค.ศ. 1727 โยฮัน เฮนริช ชุลตช์ (Jonhann Heinrich Schulze)
ค.ศ. 1777 คาร์ล วิลเลี่ยม ชีล (Carl William Scheele)
ค.ศ. 1826 โจเซฟ เนียพฟอร์ เนียพซ์ (Joseph Nicephore Niepce)
ค.ศ. 1837 หลุยส์ จาคเคอร์ แมนเดดาแกร์ (Louis Jacque Mande Daguerre)
ค.ศ. 1840 วิลเลี่ยม เฮนรี่ ฟอกซ์ ทัลบอท (William Henry Fox Talbot)
ค.ศ. 1839 เซอร์ จอห์น เฮอร์เชล (Sir John Herschel)
ค.ศ. 1851 เฟรดเดริค สก๊อต อาร์เชอร์ (Frederick Scott Archer)
ค.ศ. 1871 ดร.ริชาร์ด ลีช แมดดอกซ์ (Dr. Richard Leach Maddox)
ค.ศ. 1978 ชาร์ล เบนเนท (Charles Bennet)
ค.ศ. 1873 เฮอร์แมน วิลฮิม โวเกล (Hermann Wilhelm Vogel)
ค.ศ. 1888 ยอร์จ อีสต์แมน (George Eastman)
วิวัฒนาการของวัสดุไวแสงควบคู่มากับกล้องถ่ายภาพ แม้ว่าในยุคแรกๆ กล้องถ่ายภาพจะมีลักษณะเป็นกล่องไม้สี่เหลี่ยมไม่ประณีตนัก ต่อมาก็ได้พัฒนามาเป็นไม้สักและไม้มะฮ๊อกกานี อุปกรณ์ กลไกประกอบอื่นๆ ก็ทำด้วยทองเหลือง ดูสวยงามขึ้น ในการใช้งาน เช่น การมองภาพ และการปรับความคมชัดก็ใข้ได้สะดวกยิ่งขึ้น ระบบชัตเตอร์ควบคุมปริมาณแสงก็สามารถทำงานได้ถูกต้องแม่นยำ มีการปรับปรุง ให้ฟิล์มมีความไวแสงสูงขึ้นและมีขนาดเล็กลง ในปี ค.ศ. 1925 บริษัท อี.ไลซ์ (E.Leiz) แห่งประเทศเยอรมัน ได้ผลิตกล้อง ไลก้า 1 (Leica 1) ซึ่งเป็นกล้องที่ใช้กับฟิล์มขนาด 35 มม. ที่สมบูรณ์เป็นตัวแรก
ขณะเดียวกันกับที่มีการผลิตกล้องออกจำหน่ายอย่างแพร่หลาย เลนส์ที่นำมาใช้กับกล้องก็มีการพัฒนาควบคู่มาโดยลำดับ เริ่มจากยุคแรกๆ ที่กล้องใช้เพลทเคลือบสารไวแสง จะใช้เลนส์แบบง่ายๆ มีช่องรับแสงกว้างสุดเพียง f/16 จนในปี ค.ศ. 1940 การผลิตเลนส์ก็มีการพัฒนาขึ้น เลนส์หนึ่งตัวอาจมีแก้วเลนส์หลายชั้น ทำหน้าที่ได้มากขึ้น มีการเคลือบน้ำยาบนผิวหน้าของแก้วเลนส์ ทำให้เลนส์มีคุณภาพในการรับแสงมากขึ้น และยังช่วยลดแสงสะท้อนให้น้อยลง
การมองภาพและการปรับความคมชัดของกล้องถ่ายภาพโดยใช้ระบบสะท้อนภาพ นับได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญและเป็นต้นแบบในการผลิตกล้องในปัจจุบัน โดยในปี ค.ศ. 1860 โธมาส ซัทตัน (Thomas Sutton) ช่างภาพชาวอังกฤษ ใช้กระจกเงาช่วยในการสะท้อนภาพให้ปรากฏบนจอมองภาพ และได้พัฒนาแนวคิดใช้ปริซึมห้าเหลี่ยม (Pentaprism) ทำหน้าที่สะท้อนภาพให้เห็นตามความเป็นจริงได้ในระดับสายตา กล้องแบบสะท้อนเลนส์เดี่ยวขนาด 35 มม. กล้องแรก แนะนำในปี ค.ศ. 1937 คือกล้อง คิเน่ เอ็กแซกต้า (Kine Exacta) และกล้องที่ใช้กับฟิล์มขนาด 2 นิ้ว แนะนำครั้งแรกในปี ค.ศ. 1950 คือกล้อง ฮาสเซลแบลด (Hasselblad) ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการผลิตกล้อง แบบสะท้อนเลนส์เดี่ยว (Single Lens Refles - SLR) จนเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลกในปัจจุบัน
