超高速相机是通过在很短的时间内快速、连续地收集高速运动目标，然后以常规的速度拍摄，可以清楚地看到目标的变化过程。当高速移动目标受到自然光或人工辅助照明光源的照射时，会产生反射光，或者移动物体本身会发出光。部分光线通过超高速相机镜头聚焦在摄像头内部的图像传感器上。由驱动电路控制的传感器对光信号反应迅速，图像的光电转换完成。处理后，图像信息传输到计算机，然后计算机读取图像显示。
高速运动的目标是通过自然光或人工辅助照明光的照射产生反射光，或通过高速成像系统的成像镜发出反射光。物理镜成像后，落在光电成像器件的象感面上，由驱动电路控制的光电元件可以快速响应响应图像平面上的目标图像，即根据图像感应面的光能分布，每个采样点像质点一样产生响应大小的电荷包，完成图像的光电转换，快速将包含图像信息的各种电荷包传输到读取寄存器。本发明中提到的读取信号经过处理后传输到计算机，由计算机读取显示、判断和输出结果，形成完整的高速成像系统。其主要内容包括光电成像、信号传输、控制、存储和处理等。
其优点是可以选择不同于普通相机的触发方式，记录物体高速运动轨迹的动态过程，捕捉肉眼难以观察的瞬间画面，慢慢回放。
超高速相机摄像头不能长时间记录，因为超高速摄像头可能需要几秒钟，即使是少数G数据，如果长期记录，数据量也很大，在这么短的时间内，超高速摄像头不能直接存储如此巨大的数据，普通超高速摄像头存储器是16G、32G、64G，换句话说，即使可以存储，这么多数据也会给实验分析和工作带来更大的麻烦。
