CCD上感光組件的表面具有儲存電荷的能力，並以矩陣的方式排列。當其表面感受到光線時，會將電荷反應在組件上，整個CCD上的所有感光組件所產生的信號，就構成了一個完整的畫面。
如果分解CCD，你會發現CCD的結構為三層，第一層是“微型鏡頭”，第二層是“分色濾色片”以及第三層“感光層”。
第一層“微型鏡頭”
我們知道，數位相機成像的關鍵是在於其感光層，為了擴展CCD的採光率，必須擴展單一像素的受光面積。但是提高採光率的辦法也容易使畫質下降。這一層“微型鏡頭”就等於在感光層前面加上一副眼鏡。因此感光面積不再因為感測器的開口面積而決定，而改由微型鏡片的表面積來決定。
第二層是“分色濾色片”
CCD的第二層是“分色濾色片”，目前有兩種分色方式，一是RGB原色分色法，另一個則是CMYK補色分色法這兩種方法各有優缺點。首先，我們先了解一下兩種分色法的概念，RGB即三原色分色法，幾乎所有人類眼鏡可以識別的顏色，都可以通過紅、綠和藍來組成，而RGB三個字母分別就是Red, Green和Blue，這說明RGB分色法是通過這三個通道的顏色調節而成。再說CMYK，這是由四個通道的顏色配合而成，他們分別是青（C）、洋紅(M)、黃(Y)、黑(K)。在印刷業中，CMYK更為適用，但其調節出來的顏色不及RGB的多。
原色CCD的優勢在於畫質銳利，色彩真實，但缺點則是噪聲問題。因此，大家可以注意，一般採用原色CCD的數位相機，在ISO感光度上多半不會超過400。相對的，補色CCD多了一個Y黃色濾色器，在色彩的分辨上比較仔細，但卻犧牲了部分影像的解析度，而在ISO值上，補色CCD可以容忍較高的感光度，一般都可設定在800以上
第三層：感光層
CCD的第三層是“感光片”，這層主要是負責將穿過濾色層的光源轉換成電子信號，並將信號傳送到影像處理晶片，將影像還原。
傳統的照相機膠捲尺寸為35mm，35mm為對角長度，35mm膠捲的感光面積為36 x 24mm。換算到數位相機，對角長度約接近35mm的，CCD/CMOS尺寸越大。在單眼數位相機中，很多都擁有接近35mm的CCD/CMOS尺寸，例如尼康德D100，CCD/CMOS尺寸面積達到23.7 x 15.6，比起消費級數位相機要大很多，而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸為36 x 24mm，達到了35mm的面積，所以成像也相對較好。
