單鏡頭反光式照相機簡稱單反，即SLR（single lens reflex），這是當今最流行的取景系統，大多數35mm照相機都採用這種取景器，以35mm相機為例，它的基本結構由以下幾個部分來組成：
1.相機的取景系統和對焦系統
2.相機的快門系統
3.相機的感光度設定裝置
4.曝光補償裝置和曝光模式
5.傳動相機內膠捲的裝置和片倉的構造。
6.相機與鏡頭之間的接口
7.景深預測功能裝置
8.閃光燈的接口和接座
1 .相機的取景系統和對焦系統
單鏡頭反光相機的取景系統主要是通過一個活動的反光鏡、投影磨砂毛玻璃以及五菱鏡來構成，這個設計使得攝影者可以從取景器中直接觀察到通過鏡頭的影像，也與膠片機將捕捉到的影像是相同的真是準確。
當外部的景物以光的形式通過鏡頭的折射，到達機身部位時，光遇到的第一個固態介質就是呈45度角的反光鏡面，它把入射的景物光向上反射投影到機頂內的毛玻璃上成一個上下正常左右相反的像，再通過一個置於毛玻璃上部的光學五稜鏡的折射把左右相反的像轉換成正常的，送到目鏡呈現給攝影者。幾乎所有的單反照相機的快門都直接位於膠片的前面，取景時，快門式閉合的，沒有光線到達膠片，進入照相機的大部分光線都被反光鏡向上反射到五稜鏡，當按下快門按鈕時，反光鏡迅速向上翻起讓開光路，同時快門打開，於是光線到達膠片，完成拍攝。快門工作完畢重新閉合後，大多數照相機中的反光鏡會立即復位。
1）手動對焦
傳統手動對焦相機在主光判斷是否得到了清晰的像，正是通過毛玻璃上成的像來決定的。後來有了裂像來輔助對焦，已得到更清晰的像。裂像對焦就是再成像毛玻璃上的中心設置一個由上下錯開的兩塊半圓的折射稜鏡，當物體合焦時，其光線被鏡頭匯聚在兩稜鏡的中心上，於是我們從取景器中看到的物體就在裂像環裡完全重合。如果焦點不實，納悶物體在裂像環裡就分裂開。裂像有水平分割和45度斜線分割兩種。裂像對焦能一定程度的環節光線較暗或相機鏡頭口徑較小的不足。
2）自動對焦
一類是稱為主動式自動對焦的相機，採用目測測距的方式實現自動對焦，相機發射一種紅外線（或其他射線），根據被攝體的反射確定被攝體的距離，然後根據測得的結果調整鏡頭組合，實現自動對焦。這種自動對焦方式直接，速度快，容易實現，成本低，但是有時候會出錯。（相機和被攝體之間有其他東西如玻璃時就無法實現自動對焦，或在在光線不足的情況下），精度也差，如今高檔的相機一般已經不使用此種方法，因為他實際只是測距，並不通過鏡頭的實際成像判斷是否正確結焦。
另一類是後來發展了的被動式自動對焦，也就是根據鏡頭的實際成像判斷是否正確結焦，判斷的依據一般是反差檢測式，具體原理相當複雜。因為這種方式是通過鏡頭成像實現的，故稱為TTL式自動對焦。也正是由於這種自動對焦方式基於鏡頭成像實現，因此對焦精度高，出現差錯的比率低，但技術複雜，速度較慢（採用超聲波馬達的自動對焦鏡頭除外），成本也較高。現代的被動式自動對焦早已發展了不僅畫面中心自動對焦，還可以選擇畫面其他部位的點來實現自動對焦功能，有的相機甚至可以有十數個對焦點可以選擇，極大的豐富了構圖的多樣性和抓拍的便捷性。
2.相機的快門系統
單反相機的快門經歷了幾個重要的階段的發展。從早期的鏡間快門，到焦平面機械橫走布簾快門，再到焦平面機械縱走金屬快門，到如今的焦平面電磁縱走金屬快門。快門的速度也由以前整檔的1/10,1/25/1/50和1/100秒發展並統一成主要的整檔速度為1，1/2,1/4,1/8,1/15,1/30,1/60,1/125,1/250,1/500,1/1000秒，並且由於可以用電磁鐵精確控制快門的開啟，速度實現了1/3檔化，即每個整檔位速度之間可以準確到加減1/3和加減2/3的檔位的程度，如1/125秒之間可以分出1/80和1/100秒。現代單反相機的快門速度一般最高達到1/8000秒，最低能有30秒，最高閃光同步速度能達1/250秒，還有的相機設有B門。單反相機的速度調節一般是，機械的速度通過標有速度值的轉盤來調的；電子的速度通過按鈕或轉輪來調整在液晶屏上顯示的速度值。快門速度在使用中有一點是很重要的前提，就是它指在調校的檔位上才能正常的按指示工作，放在檔位之間是不能用的。
1）鏡間快門和焦平面快門
鏡間快門一般是裝在鏡頭中的一組由多個薄鋼葉片組成的，由中心向外開啟閉合的快門，這種類型的快門又叫做葉片快門。早期有的相機又類似的中心葉片快門防止在鏡頭接後座後部。鏡間快門有機械化的和電子式的。機械式的鏡間快門一般用在中畫幅相機和大畫幅相機攝影鏡頭上，一般最慢的速度可達1秒，快速可達1/125,1/500甚至1/1000秒；電子式的一般用在小畫幅旁軸取景相機和大畫幅攝影鏡頭上，一般有長於1秒的快門時間。
焦平面快門位於機身上，正好在膠片的前面，並儘可能貼近焦平面運動的快門。由於它就在焦點平面也就是膠片位置的前面，因此得名。早先是由兩個橡膠布簾構成的左右走向的焦平面快門，又叫橫走布簾快門，現在幾乎都是由幾個金屬或者碳素鋼化材料的橫式葉片構成的上下走向的焦平面快門，縱走鍘刀快門。由於縱走鍘刀快門是由多個葉片共同運動開啟閉合快門，所以在快門自身運動速率上要快於橫走布簾快門，也就能夠達到更快的快門速度。焦平面快門一般最高可達到1/8000秒，最低能有30秒，最高閃光同步可達到1/250秒。
焦平面快門的運轉有些像一對卷軸式的窗簾。首先，第一簾幕拉起，快門打開並允許光線照射膠片，然後，當設定的曝光結束之後，第二簾幕跟隨第一簾幕運動並阻擋住光線。這使得焦平面快門能夠具有比鏡間快門更快的快門速度，又因為焦平面快門式裝在相機裡面的，這樣可以互換的鏡頭就可以不再裝設有精簡快門而使成本和售價太昂貴，而且便於快門的修理和更換。
2）閃光同步速度
早期的閃光攝影是使用一次性觸發式閃光燈泡，現在使用的是可多次使用的智能化的電子閃光燈（又叫頻閃閃燈）。所有快門在快門按鈕動作和葉片開始打開之前都有一些延遲時間（幾毫秒），儘管這個延遲時間相對恆定，但是在閃光泡點火到燃燒發光也有一段的延遲時間，根據各廠家的技術不同和閃光泡型號的不同，延遲時間也有區別：F方式是早期的一種快門按下的同時接通閃光泡電接觸點的，要求快門速度不超過1/40秒的閃光同步，它不適用於電子快門；M方式在電接點接通約17毫秒後，快門葉片才完全打開。這需要延遲機構，通常使用類似於拍攝裝置的慢速機構，它也不適用於電子快門；一種X類接觸點的現代電子閃光燈的同步模式是在快門葉片剛剛完全打開時才接觸電接點的，快門速度不限。
鏡間快門的閃光同步和焦平面快門閃光同步是不同的。
對於鏡間快門來說，同步的目的是把閃光峰值安排在快門葉片完全打開的這段時間內，所以鏡間快門的閃光同步是所有的全程快門速度，那麼它的最高閃光同步快門速度就是鏡間快門的最高速度，根據鏡間快門的不同，一般可以輕鬆達到1/500或1/1000秒。
焦平面快門的閃光同步是一個較特殊的問題，只能使用較慢的快門速度，以避免膠片不受掃過偏門的葉片的遮擋，焦平面快門的閃光同步又有前簾同步和後簾同步的區別，前簾同步是控制閃光燈在第一快門簾幕開放之後的那一瞬間發光，然後繼續較長的曝光到第二快門簾幕的關閉；後簾同步是指從開始就有較長的曝光知道第二快門簾幕關閉之前的一瞬間使閃光燈發光。在快速或高速閃光同步，以及拍攝相對靜止的被攝體或遠景時，兩者間的區別並不明顯。但是在慢速或長時間曝光模式時，使用不同的閃光同步模式，則會得到效果完全不同的圖像：這時使用前簾同步的效果是拍攝的動體是閃光照及的實像，而身前有動體的運動軌跡的虛像；使用後簾同步將使被攝動體最後的影像凝固在膠片上，而身後有動體的運動拖帶的軌跡虛像，動感十足。
3）B門和T門
B門是指在按下快門鈕後，快門打開，鬆開按鈕快門關閉。B門可以使鏡間式的，也有的是焦平面式的。現代小畫幅相機上裝置更多的是B門，機械快門相機的B門當然是機械的，電子快門相機的B門有的是機械的，有的是電子的，電子全自動相機和數碼相機的B門絕大部分是電子的。這就要求使用者在使用B門時預先考慮電力的驅動問題。
T門是指在按下快門鈕後，快門開啟。要想關閉快門，需要再次按下快門按鈕。一般是機械的，主要是在中畫幅和大畫幅相機的攝影鏡頭的鏡間快門中存在。
B門和T門是長時間攝影曝光的重要快門檔位，比如夜間攝影時候需要長達幾分鐘的曝光時間，而相機的最慢速度只有30秒，這時就用到B門或T門來進行長時間的快門開啟曝光，當然需要採用像三腳架燈較穩固的製成起相機來避免機身晃動，最好同時使用快門線或遙控裝置來避免受與相機的接觸而產生晃動。
3.相機的感光度設定裝置和測光系統
1）感光度設定裝置
拍攝一卷膠片首先要確定和設定它的感光度，即膠片的速度。手動單反相機沒有自動識別確定感光度的裝置，只能通過手動來設定膠片的感光度值。一般式環狀或轉盤狀的裝置，撥到設定為同膠片設定的感光度相同（或根據經驗有目的的增減感光度）的值，這時相機的測光系統和自動曝光系統才能正確的工作。而135全自動電子單反相機卻有能識別膠捲暗盒上DX編碼的功能，能自動設定感光度為膠片標定相同，以使其他自動測曝光系統正常運轉。當然，根據經驗，可以通過相機上的按鍵和轉盤來調校液晶屏上的感光度值來進行最後的設定。對於數碼相機來說有一個很誘人的感光度調節功能，每一張拍攝都可以在拍攝前進行感光度值的調整，來適應不同的諸如光照變化、動靜虛實等條件和效果。一般的感光度的可調節範圍由ISO25到ISO6400。
2）測光系統
現代相機的測光組建主要有硫化鎘光敏電阻（CDS）、硅光電二極管（SPD或SPC，硅光電池）和林砷化鎵光電二極管（GPD）等三種不同的電子器件，他們對光線變化很敏感，是測光系統最基本的組成部件。當光線照射在測光組件上，測光組件會產生與光線亮度成正比的電信號。這些電信號經過電子轉換電路，變成適當的信號，既可用來作為知識，在自動相機上也可以通過電路來控制快門速度或光圈大小，進行自動曝光。
相機機內的測光系統是值可以測量連續光源從被攝物上反射或折射的光強，實際上式一種反射光式的測光法。大部分的單反相機的測光組件是放置在取景器的五稜鏡附近或目鏡上或目鏡下方，主要用作平均測光或中央重點平均測光，其缺點是工作時候易受到目鏡而來的光線的影響，特別在慢速自動曝光時影響最為嚴重，所以一般單反機都配有目鏡遮擋蓋。還有的測光組件是放置在五稜鏡周圍和頂部，聚焦屏的後方，反光鏡背後或反光鏡後方，反光鏡箱底部，以及反光鏡前面對準片窗的位置等，不同的位置所引起的作用也不相同。
相機機內的測光系統是值可以測量連續光源從被攝物上反射或折射的光強，實際上式一種反射光式的測光法。大部分的單反相機的測光組件是放置在取景器的五稜鏡附近或目鏡上或目鏡下方，主要用作平均測光或中央重點平均測光，其缺點是工作時候易受到目鏡而來的光線的影響，特別在慢速自動曝光時影響最為嚴重，所以一般單反機都配有目鏡遮擋蓋。還有的測光組件是放置在五稜鏡周圍和頂部，聚焦屏的後方，反光鏡背後或反光鏡後方，反光鏡箱底部，以及反光鏡前面對準片窗的位置等，不同的位置所引起的作用也不相同。
4.曝光補償裝置和曝光模式
1）曝光補償裝置
我們攝影時，根據相機的餓測光系統的曝光指數來曝光可以應付大多數的普通情況，但是有時會遇到像過長時間的曝光，逆光攝影，超微距攝影，附加不能自動曝光補償的濾色鏡燈條件，使得我們不得不對測光結果進行修正，這時就可以根據經驗通過曝光補償裝置來設定，相機需要額外增加或減少曝光量。曝光補償裝置在手動相機上通常採用轉盤式結構，在自動相機上可以通過安檢和滾輪調節液晶屏上的刻度表來實現的。通過曝光補償的加減檔位可調各兩級，每級之間還可以微調到1/3級。
2）曝光模式
手動機械相機的曝光模式是單一的，即全部的手動，包括光圈和快門速度的手動搭配，當然可以通過測光系統的推薦來搭配曝光。
電子自動相機的曝光模式就五花八門了，但是有四種最基本的模式在應用領域是最常見的，他們是手動模式（M），光圈優先模式（AV），快門速度優先模式（TV），程序模式（P）。手動模式就是光圈快門速度都是根據測光系統的推薦值來自行決定和調校的模式，這是曝光手控性最高的模式。但是不利於拍攝物或光影的頻繁變化等抓拍題材，因為調校的反應較慢。
光圈優先模式是指相機或鏡頭先設定一個可用光圈，隨著不同的拍攝體或光影的變化，根據相機的同步測光系統的反應，相機自動在存在的快門範圍中搭配一個可用速度來進行曝光的模式。它是攝影師最喜歡的曝光模式，因為他們可以通過先定光圈來控制需要的景深，同時可以自動速度來實現抓拍的目的。它的不足之處是，攝影師很容易會採取較小的光圈，而忽略了速度變慢的手振風險。
快門速度優先模式同光圈優先正好相反，是先設定一個可用快門速度，隨著不同的拍攝體或光影的變化，根據相機的同步測光系統的反應，相機自動在存在的可用光圈的範圍中搭配一個來進行曝光的模式。它的有點比如可以先設定手振安全速度，相機自動搭配一個光圈即可。但是同時的隱患卻未消除，即光圈很容易溢出而影響抓拍瞬間。
程序模式是一個自動的模式，它可以根據測光來平衡光圈和快門速度，自動搭配一個較佳的組合進行曝光的。它的有點事可以以最快的反應來抓拍，同時也是它的缺點就是，景深無法控制。
相機的這四種曝光模式各有優劣，應在實際應用中搭配使用，發揮各自的長處。
還有一些有趣的易用模式，如風景模式，人像模式，微距模式，景深優先模式，全自動模式等等也常常被應用在一些中低檔單反相機中了。
風景模式是相機先設定光圈為較小或最小，能夠使得遠近景物都清晰地效果的曝光模式。
人像模式是指相機先設定較大的光圈，以達到景深較小的遠近虛實的對比效果的曝光模式。
微距模式是相機設定對焦模式為較近的被攝體，通常給定一個較大的光圈，拍出景深很小的效果的曝光模式。
景深優先模式是指相機通過按下兩次快門來確定景深前後界限的位置，根據計算來確定一個合適的光圈，再搭配一個快門速度，來實現需要的清晰範圍清楚，其它區域虛化的效果。
全自動模式是程序模式的更進一步自動化模式，它更優一點的是，在光照不足的條件下，相機會自動彈出機頂閃光燈進行閃光同步攝影，當然光圈和快門速度是自動搭配的一對組合。這種曝光模式是更簡易化了，也能更快的對攝影瞬間做出反應。
5.傳動相機內膠捲的裝置和片倉的構造
相機的片倉是應靜態完全避光密閉的結構，它令膠片在被引出的過程中逐幅的在開啟的快門後被光按指定的曝光量照射，拍完的膠片又被捲回暗盒待衝。
需要注意的是，基本上任何情況下，自己也不要用手去觸摸片門外的快門幕布或葉片，當然在確定膠捲有價值的部分完全回到暗合內才能開啟片倉門，否則會使膠捲跑光不能再使用。
6.相機與鏡頭之間的接口
最初可更換鏡頭的相機，其鏡頭與機身的連接是採用螺口的形式，就像擰螺絲一樣。隨著時間的推移，螺口變得不適宜了，比如螺口基本無法實現全開光圈測光對焦，拍攝時候收縮到給定的光圈值的需求，而這是卡口單反相機最基本的功能，於是卡口就應運而生了。
一般可更換的鏡頭通過與相機的接座來固定在相機機身上。隨著不同廠牌的差異接口規格也不盡相同，這就使得用戶在選購鏡頭時要特別注意卡口接座的類型。已知現存比較有名的135相機的卡口有萊卡單反的R卡口，萊卡旁軸取景相機的M卡口，康泰克斯/雅西卡/鳳凰的C/Y卡口，佳能EOS系列的EF卡口，佳能T、A、F系列的FD/FL卡口，尼康/鳳凰的F卡口，潘泰克斯/理光/確善能/CHINON/鳳凰的K/PK/RK卡口，美能達自動的A卡口，美能達/海鷗手動的MD/MC卡口，奧林巴斯的OM卡口，柯尼卡的AR卡口，適馬的RA卡口，富士達的FX卡口等。還有一些事也有人在使用的39mm和42mm螺紋接口的舊式鏡頭和相機，也還可以在二手市場上看得見。一些第三方的鏡頭廠商也在針對一些著名相機品牌進行同卡口鏡頭的生產，對用戶也是一個選擇。
隨著數碼等技術的普及，人們越來越熱衷於製造一些轉接環，使得其他優秀的鏡頭可以使用在自己慣常用的機身上，出現了像萊卡R卡口轉佳能EF卡口，讓人們可以用萊卡單反鏡頭安在佳能EOS相機上使用，特別對擁有兩個相機系統的用戶來說是特別實惠的，當然，這種轉接環技術還不成熟，自動功能和與相機的聯動性能以及精度都是存在一定的問題的。
7.景深預測功能裝置
景深是相機儘可能清晰的聚焦於景物的某一點時，景物延伸而其影響不至於有明顯的不清晰的一段距離，超出此清晰聚焦範圍，則清晰度逐漸降低。
有些相機設有景深預測按鈕，當攝影師對採用的光圈是否能覆蓋有懷疑時，就可以按下該按鈕直觀的觀察景深狀態，當按下按鈕時是會明顯的感覺取景視野明暗的。一般是和鏡頭的景深標度同時應用，會較精確。
8.閃光燈的將接口和接座
便攜式閃光燈一般可以用在各種相機上，只要相機擁有閃光燈接座或閃光燈連線的插座接口就可以實現閃光同步的攝影了。對於閃光燈的接座不同的相機生產的不同接點，以使本廠的閃光燈能更好的與相機同步實現一些特殊的功能，如TTL同步閃光等功能，它是較新的同步閃光技術，能更好的協調攝影的曝光和閃光燈的補光，使攝影師拍出明暗影調較佳的影像。
