La scelta della fotocamera è in funzione di ciò che si vuole osservare  e fotografare. Deve essere compatibile con il rifrattore su cui si installa. vedi campionamento Dalla perfetta combinazione seeing/telescopio/fotocamera si ottengono le migliori immagini, un errore di scelta produrrebbe visualizzazioni o fotografie scadenti. Le fotocamere astronomiche di ottima fattura hanno costi elevati, la scelta deve essere ponderata attentamente.

Fotocamere digitali CCD e CMOS, sono due differenti tipi di sensori d'immagine per trasformare un segnale luminoso in un segnale elettronico che permetta di ricostruire, elaborare e memorizzare l’immagine inquadrata. I CMOS hanno una storia molto più recente rispetto ai CCD, infatti i progressi tecnologici e i continui lavori di ricerca hanno permesso ai sensori CMOS di diventare molto competitivi, sia dal punto di vista commerciale che da quello prestazionale rispetto ai CCD. Gli sforzi dei progettisti CMOS si sono orientati a raggiungere una più alta qualità dell'immagine, per questo il divario qualitativo con i CCD si è fatto molto più piccolo.  La tendenza futura sarà sicuramente uno sviluppo tecnologico orientato verso il miglioramento dei CMOS. La struttura intrinseca di una fotocamera è assai complessa, di seguito indichiamo i parametri più importanti con una breve descrizione.

Dimensioni del sensore: è la misura in millimetri dei due lati del sensore. Maggiori sono le dimensioni e maggiore è il campo visivo inquadrato. Alcune dimensioni rappresentano chip ben definiti: Il Full Frame 36 x 24 mm  è il riferimento (il fattore di Crop è il rapporto della diagonale del sensore rispetto alla diagonale Full Frame).  Il formato del chip ottico  è molto importante in riferimento alle dimensioni degli oggetti che si andranno ad osservare. Formula per calcolare la dimensione del campo visivo in gradi (°):
Digital FOV = (Dimensioni lato del sensore in mm / Lunghezza focale telescopio in mm) * 57,3 - ripetere per calcolare l'altro lato

Formula per calcolare lo spazio che occuperà l'oggetto da osservare sul sensore: 
Dimensioni oggetto (mm) = (Diametro oggetto in arcosecondi * Lunghezza focale telescopio in mm) / 206265 

La Luna, sul sensore montato su un telescopio con lunghezza focale di 900 mm, occuperebbe 8,4 mm di diametro, la galassia di Andromeda 46 mm. Sensori di piccole dimensioni rendono immagini dell'oggetto inquadrato più grandi, in quanto la dimensione del sensore occupa sempre il 100% dello spazio immagine visualizzato sul monitor. Naturalmente più grande è la dimensione del sensore e più ampio è il campo inquadrato, ma attenzione alla compatibilità dei sensori di grandi dimensioni (Full-frame e APS-C) con il sistema ottico. Ogni dispositivo ottico può produrre problemi di illuminazione ai bordi del sensore (vignettatura) fino a rendere inutile la maggiore dimensione del sensore stesso. Il diametro del cerchio immagine del telescopio deve essere sempre più grande della diagonale del sensore ottico. L'immagine, sotto-esposta, rappresenta una fotocamera Full-frame in un telescopio inadeguato alla grande dimensione del sensore.

Profondità di bit:  la profondità di bit di un sensore, detta anche intervallo di gamma, indica il numero di bit che formano l'immagine e quindi anche la quantità di gradazioni riproducibili. Da questa informazione dipende la profondità dell'immagine. Se ripresa con una profondità di bit pari a 1, l'immagine distinguerà solo tra bianco e nero. La profondità di colore è un aspetto della rappresentazione del colore, ed esprime quanto finemente possono essere espressi i livelli di colore in un immagine. La qualità dell'immagine è in stretta relazione alla profondità di bit, evitare fotocamere con meno di 12 bit.

Dimensione del pixel: il sensore è composto da milioni di pixel, e ogni pixel è composto da una microlente e da un elemento foto-elettrico che trasforma la luce in un segnale digitale: più grande è il pixel più grande è la luce che cattura, con una resa quindi più accurata e con un rumore minore. Ecco perché, a parità di formato, sensori con pixel piccoli producono fotografie meno luminose di quelle scattate con pixel grandi. La dimensione ideale del pixel è in funzione della lunghezza focale del telescopio e del seeing, ma è sempre da preferire il pixel più grande possibile.  vedi Campionamento

Binning: Esistono situazioni che richiedono pixel con dimensioni più grandi di quelle in uso (migliore messa a fuoco, lunghezza focale elevata, seeing scarso, campionamento, ecc.). E'possibile utilizzare la funzione binning 2x2 per raddoppiare la dimensione dei pixel (un pixel da 3,8 um diventa 7,6 um), in questo caso le dimensioni dell'immagine si dimezzano.  Il metodo di calcolo del software BIN è diverso, è possibile usare la media dei pixel adiacenti o sommare i valori dei pixel. Nel formato RAW8, utilizziamo il metodo di accumulo, l'immagine diventerà più luminosa;  RAW16 con il metodo medio, l'immagine non diventerà più luminosa, ma il rapporto segnale/rumore dell'immagine migliora. 

Gamma dinamica (DR stops): si definisce gamma dinamica la differenza tra le parti più luminose e quelle più scure di un'immagine in cui possiamo ancora riconoscere i dettagli. L'occhio umano può rilevare dettagli tra luci e ombre che sono distanti 20-24 stop (circa 1 milione di volte). Purtroppo le fotocamere digitali possono rendere visibili i dettagli, nelle luci e nelle ombre, separati da solo 12-14 stop (circa 4000-16.000 volte). Diventa difficile ottenere buoni dettagli nelle alte luci contemporaneamente a buoni dettagli nelle ombre più scure. Con lo stacking possiamo sommare immagini bilanciate ad altre immagini sovraesposte e sottoesposte, in questo modo otterremo una immagine con un ampia gamma dinamica anche prossima ai 20 stop. Alcuni filtri e l'elaborazione digitale (tramite software) permettono di aumentare la gamma dinamica.

Fotogrammi per secondo: una fotocamera è in grado di acquisire diversi frame nello spazio di un secondo. Questo valore è spesso indicato con l'abbreviazione inglese "FPS" (frame al secondo). Il valore indicato nei manuali d'uso è in relazione alla massima e minima dimensione dell'immagine, più grande è l'immagine e minore è la quantità di FPS e viceversa. Nei software di acquisizione immagini la funzione "scatti continui" (usato di frequente) utilizza il parametro FPS della fotocamera.

Tempo di esposizione massimo e minimo: sono parametri limite, intrinsechi al sensore ottico, ma molto importanti per la scelta della fotocamera, i tempi brevi sono ideali per oggetti luminosi e i tempi lunghi per oggetti deboli nel deep sky. Il valore di tempo massimo è molto importante per chi predilige il singolo scatto o pochi scatti.

Rumore di lettura e dark current: ogni telecamera produce disturbi, nel frame catturato, che si presentano come una sorta di granulosità dell'immagine. Oltre al rumore generato dall'elettronica è presente anche il rumore termico e quello causato dal processo di lettura dell'immagine. La dark current genera un tipo di rumore costante, molto visibile in immagini con oggetti di scarsa luminosità e aumenta quando si effettuano lunghe esposizioni. Se gli elettroni provenienti dall’immagine non superano quelli dovuti al rumore, non saremo in grado di distinguerli.  Questi disturbi non possono essere fisicamente eliminati, in quanto connessi alla natura del sensore. Possono essere attenuati abbassando la temperatura della fotocamera (da preferire assolutamente fotocamere raffreddate), realizzando dark e bias frames da sottrarre all'immagine.  Alcuni recenti sensori ottici hanno valori relativamente bassi sia nel rumore di lettura (1e-3e) che nella dark current (0,0001 e/s/pixel-0,0006 e/s/pixel a -20° C) tanto da poter quasi evitare i frames di calibrazione.

Full Well Capacity:  è la massima carica che un pixel può contenere prima della sua saturazione. I pixel non sono in grado di accumulare quanti elettroni si vogliano,  raggiunta la saturazione gli eventuali elettroni in eccesso si spostano nei pixel adiacenti creando quindi rumore e una immagine sfalsata. Tale effetto nelle immagini prende il nome di “Blooming” (vedi foto, si può evitare solo riducendo i tempi di esposizione e il guadagno) .  Maggiore è il valore di FWC e maggiore è la capacità di visualizzare contemporaneamente oggetti molto chiari e scuri. Aumentando il guadagno si riduce la capacità della FWC per questo sono da preferire fotocamere con valori oltre i 35000e. Essendo un parametro molto importante lo sviluppo tecnologico mira ad aumentare costantemente questo valore, che attualmente possiamo indicare: 20000e (discreto) - 35000e (buono) - 50000e (ottimo) - oltre 65000e (eccellente). 

Hot pixel e Dead pixel: questi fastidiosi pixel sono puntini bianchi o colorati che tipicamente compaiono quando si acquisiscono immagini poco luminose e con tempi di esposizione lunghi (oltre 1 secondo). Il pixel è Hot quando è luminoso e Dead quando è  scuro (sono molto più rari). Generalmente questi pixel aumentano con l'aumentare del tempo di utilizzo della fotocamera, per tempi lunghi di esposizione ed elevata temperatura. Una buona percentuale si riduce con i dark frame.

Amp glow: il "bagliore dell'amplificatore" di solito è generato dall'elettronica della fotocamera. I bagliori possono manifestarsi ovunque su un sensore, spesso irradiati da posizioni specifiche intorno alla periferia del sensore. Non tutti i pixel di un sensore saranno interessati, né quelli interessati saranno influenzati in modo uniforme. I bagliori potrebbero non crescere nel tempo diventando più luminosi man mano che le esposizioni diventano più lunghe. Il modo più semplice per eliminare i bagliori è quello di catturare un immagine a largo campo e successivamente ritagliarla, se il bagliore è posizionato ai bordi dell'immagine. L'altro modo è quello di generare dei dark frame da sottrarre all'immagine. Questo è un problema complesso, esistono in commercio molte fotocamere senza Amp glow  che sono assolutamente da preferire.