科研級CCD相機能夠在中長曝光時間的研究中捕捉可靠的靜態和延時圖像。CCD相機經常使用全局快門，在某個精確時刻曝光和捕捉圖像中的每個像素。為了以數字形式整合那個信息，所有像素都通過單個輸出節點按順序流向模數轉化器(ADC)，這個過程叫做數字化。然后，這個數據發送到計算機中顯示和存儲。CCD中電路和器件是集成在半導體單晶材料上，CCD僅有一個(或少數幾個)輸出節點統一讀出，其信號輸出的一致性非常好。
 

　　科研級CCD相機成像過程如下：
 

　　1.用相機拍攝景物時，景物反射的光線通過相機的鏡頭透射到CCD上。
 

　　2.當CCD曝光后，光電二極管受到光線的激發釋放出電荷，感光元件的電信號便由此產生。
 

　　3.CCD控制芯片利用感光元件中的控制信號線路對光電二極管產生的電流進行控制，由電流傳輸電路輸出，CCD會將一次成像產生的電信號收集起來，統一輸出到放大器。
 

　　4.經過放大和濾波后的電信號被送到A/D，由A/D將電信號(此時為模擬信號)轉換為數字信號，數值的大小和電信號的強度即電壓的高低成正比。這些數值其實就是圖像的數據了。
 

　　5.不過單依靠第4步所得到的圖像數據還不能直接生成圖像，還要輸出到數字信號處理器(DSP)。在DSP中，這些圖像數據被進行色彩校正、白平衡處理(視用戶在相機中的設定而定)等后期處理，編碼為相機所支持的圖像格式、分辨率等數據格式，然后才會被存儲為圖像文件。
 

　　6.科研級CCD相機圖像文件就被寫入到存儲器上(內置或外置存儲器)。