Matryca światłoczuła to serce aparatu fotograficznego. Składający się z siatki elementów światłoczułych przetwornik obrazkowy jest odpowiedzialny za rejestrację zdjęć, a także w niektórych aparatach filmów wideo. W przeciwieństwie do kliszy w aparacie analogowym sensor cyfrówki to element niewymienny, ale to nie jedyna różnica. Matryca ma konkretną, skończoną, rozdzielczość i to właśnie ten parametr jest podawany najczęściej. Rozdzielczość matrycy jest tu rozumiana jako liczba punktów światłoczułych (pikseli) umieszczonych na matrycy.

Jednak rozdzielczość to nie wszystko. Drugim istotnym parametrem matrycy światłoczułej jest jej rozmiar, czyli wielkość. W przypadku lustrzanek cyfrowych używa się określeń pełno klatkowy (o wielkości odpowiadającej klatce filmu małoobrazkowego, czyli 36×24 mm), APS-C (o wielkości zbliżonej do formatu APS-C, czyli dającej mnożnik ogniskowych 1,5x, 1,6x lub 1,7x), oraz 4/3 (o wielkości dającej mnożnik ogniskowych 2x).

Rozmiar matrycy ma ogromny wpływ na jakość zdjęć, zwłaszcza przy wysokich czułościach, oraz na ogniskową obiektywu niezbędną do uzyskania określonego pola widzenia. Kolejnym parametrem określającym matrycę światłoczułą jest jej rodzaj. Podstawowe typy przetworników obrazowych to CCD (Charge Coupled Device) – matryce CCD są używane w aparatach kompaktowych i lustrzankach; sensory CCD zbierają fotony, których wartość napięciowa jest wzmacniana na wyjściu z matrycy, zamieniana na natężenie i digitalizowana; nie są tak zintegrowane jak CMOS i są zależne od dodatkowych elementów zewnętrznych (np. przetwornika analogowo- cyfrowego), jednak ich zaletą jest duża jakość obrazu. Innym typem przetwornika jest CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) – sensory CMOS (najpopularniejszy rodzaj matrycy aktywnej) wykorzystuje się w lustrzankach z górnej półki; składają się m.in. ze struktury tranzystorowej, dzięki czemu nie dokonują odczytu sygnału sekwencyjnie, lecz dla wszystkich pikseli jednocześnie, co oznacza, że CMOS-y wykonują znacznie więcej zadań na poziomie pojedynczego punktu światłoczułego niż CCD.

Dużą zaletą matryc CCD zawsze była wysoka jakość obrazu, z kolei CMOS-y były tańsze i łatwiejsze w produkcji oraz znacznie mniej energochłonne. Dzięki znacznemu podniesieniu jakości obrazów uzyskiwanych z sensorów typu CMOS stają się one coraz powszechniejsze – również dzięki temu, że umożliwiają wprowadzenie funkcji podglądu na żywo w lustrzankach o dużych matrycach, co byłoby niemożliwe przy wykorzystaniu czujnika CCD.

Z zagadnieniem rozdzielczości wiąże się fakt podawania dwóch wartości związanych z liczbą pikseli (rozumianych jako punkt światłoczuły sensora, a nie najmniejsza składowa obrazu): ich liczby całkowitej oraz liczby pikseli efektywnych. Piksele efektywne to wszystkie punkty światłoczułe przetwornika obrazowego, które przekładają się na piksele obrazowe. Jest ich mniej niż wynosi całkowita liczba pikseli matrycy, ponieważ część pikseli jest wykorzystywana przez aparat do celów innych niż budowanie obrazu, np. jako wzór czerni.