В своей первоначальной форме она представляла собой затемненную комнату с отверстием в стене. Изображения предметов, находящихся вне комнаты, проецировались через отверстие на противоположную стену, и люди, находящиеся в комнате, могли наблюдать эти изображения и переносить их на бумагу.

Венецианец Д. Барбаро впервые дал описание камеры-обскуры с плосковыпуклой линзой, позволяющей увеличить действующее отверстие для проникающих в камеру лучей и усилить яркость оптического изображения, получаемого с его помощью.
Итальянский математик и физик Джироламо Кардано (1501–1576) установил в нее линзу, а изображение с помощью зеркала проецировал на матовую стеклянную пластину.
Пришло время, когда камерой-обскурой стали называть ящик с двояковыпуклой линзой в передней стенке и полупрозрачной бумагой или матовым стеклом в задней стенке. Такой прибор надежно служил для механической зарисовки предметов внешнего мира.

Перевернутое изображение достаточно было с помощью зеркала поставить прямо и обвести карандашом на листе бумаги. В 1611 году немецкий астроном И. Кеплер (1571-1630) усовершенствовал камеру-обскуру. Он создал ахроматическую оптическую систему, состоящую из вогнутой и выпуклой линз, это позволило увеличить угол поля зрения камеры-обскуры. Хотя, используя камеру-обскуру изображения можно было фиксировать на бумаге при помощи карандаша, кисти или наблюдать, возникла необходимость в более простом способе регистрации изображения. Постепенно становилось понятно, что основой нового процесса закрепления изображения являются свойства света.

В 1655 году создана первая компактная камера-обскура. Стало возможным направлять камеру-обскуру в любом направлении и выполнять зарисовки с натуры передавая безукоризненную перспективу, свойственную фотографии при этом точно фиксировать детали.
В середине XVIII века в России, имела распространение камера-обскура, носившая название "махина для снимания першпектив", сделанная в виде походной палатки. С ее помощью были документально запечатлены виды Петербурга, Петергофа, Кронштадта.
Это была "фотография до фотографии". Труд рисовальщика был упрощен. Но люди думали над тем, чтобы полностью механизировать процесс рисования, научиться не только фокусировать "световой рисунок" в камере-обскуре, но и надежно закреплять его на плоскости химическим путем.
В 1725 году немецкий физик Йоганн Генрих Шульце (1687 – 1744) сделал важнейшее открытие – он доказал, что смешанный с мелом нитрат серебра темнеет под воздействием именно света, а не воздуха или тепла.
Шведский химик Карл Шееле пришел к тем же выводам в 1777 году, ставя опыты с хлоридом серебра. Но Шееле пошел дальше. Он провел исследования по влиянию на соли серебра различных цветов солнечного спектра. При этом им было отмечено, что наибольшей активностью обладают лучи сине-фиолетовой области спектра.
Первая попытка ( в 1802 году) получить изображение с помощью камеры-обскуры была предпринята в Англии Гемфри Дэви и Томасом Веджвудом, которые экспонировали в ней обычную бумагу, пропитанную раствором азотнокислого серебра и хлористого натрия (поваренной соли). На такой бумаге, между волокнами которой в результате пропитки образовывалось хлористое серебро, можно было получить изображение различных фигур. Правда, вскоре эксперименты были прекращены, так как экспонирование длилось часами, а изображение получалось малоконтрастным и при рассмотрении на свету полностью исчезало.
Способ получения при помощи камеры-обскуры устойчивого во времени изображения при химическим воздействием света на специальный материал открыл Жозеф Нисефор Ньепс (1765 – 1833), второй сын в состоятельной семье королевского нотариуса.