一、光学系统
摄像机的光学系统是摄像机的重要组成部位，光学系统主要由光学镜头、色温滤色片和分光系统组成。
（一）光学镜头
光学镜头是光学系统中必不可少的部件，它由多片正透镜和负透镜以及相应的金属零件组成，直接影响成像质量。镜头的基本作用就是摄取景物图像，并使它在摄像器件上形成清晰、倒立的像。光学镜头的物理性能主要有焦距、视场角和相对径孔。
1.焦距
从焦距来看，镜头大致可分为短焦、中焦、长焦三种；如果再细分，则可以分为长焦、中焦、标准、短焦、超短焦和鱼眼六种。在同一距离拍摄同一被摄物体，焦距越长，被摄面积越小，放大倍数越高；反之，被摄面积越大，放大倍数越低。变焦倍数是指镜头的最长焦距与最短焦距之比，常用的倍数有14 倍、16 倍、18 倍以及更大的倍数。一些专业摄像机上安装有倍率镜，常用“×2”表示，又称2 倍镜，它可以用来增长焦距，达到放大物体的目的。但是，使用倍率镜会影响镜头的通光率，导致画面曝光不足，影响画面质量，在光线很暗的情况下不建议使用。
长焦距镜头视角小于20°，放大倍率大，景深小，主体物周围很小区域清楚，前景、背景均模糊。此镜头适用于拍摄远距离局部放大画面，拍摄对背景以及环境要求不高的特写，所摄局部细节清晰，可以造成虚实效果以突出主体。
中焦距镜头视角为24°左右，放大倍数中等，景深范围中等，最前面以及最后面的物体会出现模糊。中焦镜头的透视感正常，与人眼基本一致，不具备夸张效果。
短焦距镜头视角大于30°，放大倍率小，景深范围大，画面中的物体几乎都是清晰的。短焦距镜头具有一定的透视效果，画面中前景物体要比背景物体大很多，空间距离也显得比实际大。
2.视场角
从视场角来看，光学镜头可分为广角、标准、远摄三种。镜头的视场角与焦距密切相关，它是指摄像机CCD 中有效成像边缘与光学镜头中心连线所成的夹角。在成像平面面积不变的情况下，镜头焦距越长，视场角就越小，景物成像越大，视野越狭窄；镜头焦距越长，视场角越大，景物成像越小，视野越开阔。
3.相对孔径
镜头的相对孔径表示镜头容纳光量的大小，它的倒数被称为光圈系数。镜头的光圈是一个由许多互相重叠的金属片组成的开度可调的圆形光栅，它能够变化镜头的有效孔径，控制镜头的透光能力。
对光圈系数的调节，可以控制镜头的通光量和景深。光圈越大，通光量越大；光圈越小，通光量越小。光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大。
摄像机的光圈调节一般选择自动（将光圈开关旋转至A 挡），由摄像机根据被摄物体的亮度自动调节光圈。但在拍摄一些特殊场景或对拍摄有特殊要求时也会选择手动光圈（将光圈开关旋转至M 挡），这时需要拍摄者根据具体情况手动选择光圈大小。暂时自动调节是指光圈处于手动光圈调节模式时，可以临时性进入自动调节。当按住暂时自动调节按钮时，光圈处于自动调节状况，手一松即回到手动光圈状态，并锁定于松手时的光圈值。
总的来说，光学镜头三个方面的物理性能相互制约、相互联系，不同焦距、视场角、相对径孔的镜头拍摄的画面有很大区别，只有充分掌握了其中的区别和联系才能在实际操作中熟练运用。
（二）色温滤色片
色温滤色片是指带有颜色的镜片，通常由带有颜色的玻璃片制成。滤色片分为色温片和滤光片。自然界各种物体呈现出来的颜色不仅与其本身的颜色特性有关，还与照明光源的光谱成分（即光源的色温）有关，使用色温滤色片对光的颜色、强弱进行纠正控制，有利于更准确地还原物体本来的颜色。
色温片的功能是校正色温，使拍摄画面的色彩接近真实，避免偏色。专业摄像机一般有四或五挡色温片。色温对于彩色摄影来说尤为重要，必须在拍摄中正确判断被摄物体光线的色温，否则就会出现偏色的情况。具体来讲，色温就是表明光线颜色成分的指标。色温是通过什么方式来衡量光源的颜色成分呢？科学家做过这样一个实验，把一个绝对黑体加热，该黑体既不反射也不透射，能够将热量全部吸收并以光的形式全部释放出来，当某一光源发出的光与此时绝对黑体发出的光颜色一致时，就可以用该绝对黑体的温度来衡量该光源的光谱成分。
滤光片的功能主要是改变射入光的强弱，辅助调节白平衡，使画面色彩保持自然。使用滤光片能够减少光的入射量，缓解高光区域过亮的问题。
（三）分光系统
光一般是由红、绿、蓝三种原色光混合而成的。通过对这三种原色光进行调配，可以得到颜色各异的光。要把光信号转换成电子信号，摄像机就需要有分光系统把常见的光分离成三种原色光分别进行处理。目前摄像机的分光系统一般是由分光棱镜组成。分光棱镜通过透明材质做的30°到60°角不等的光滑平面，利用不同色光有不同折射度的原理，把平行的白色光混色成七彩色光的镜片。其作用就是将景物的入射光分量分离成红（R）、绿（G）、蓝（B）三色光，分别传送到R、G、B 三个摄像管或三片CCD 光电器件上。常见的分光系统有平面镜分光系统和棱镜分光系统。平面镜分光系统和棱镜分光系统的结构不同，但它们的分光原理基本相同：通过特制的平面分光镜，将需要的光色吸收或者送出，从而完成分光过程。不同的分光棱镜分光次序不同，一般摄像机内有3 ～4片分光棱镜。
光学系统相当于摄像机的“眼睛”，正如“眼睛是心灵的窗户”一样，摄像机也是摄像者向广大受众表达内心想法的一个介质，拍摄过程中不仅是一次技术的考验，也是一次艺术上的创作。