照明系统按其照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。其中，背向照明是被测物放在光源和摄像机之间，它的优点是能获得高对比度的图像。前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧，这种方式便于安装。结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们产生的畸变，解调出被测物的三维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上，照像机拍摄要求与光源同步。
图像聚焦形成
被测物的图像通过一个透镜聚焦在敏感元件上，如同照像机拍照一样。所不同的是照像机使用胶卷，而机器视觉系统使用传感器来图像，传感器将可视图像转化为电信号，便于计算机处理。
选取机器视觉系统中的摄像机应根据实际应用的要求，其中摄像机的透镜参数是一项重要指标。透镜参数分为四个部分：放大倍率、焦距、景深和透镜安装。
图像的获取
图像的获取实际上是将被测物体的可视化图像和内在特征转换成能被计算机处理的一系列数据，它主要由三部分组成：
＊ 照明
＊ 图像聚焦形成
＊ 图像确定和形成摄像机输出信号
1、照明
照明和影响机器视觉系统输入的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和至少30%的应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到较佳效果。
过去，许多工业用的机器视觉系统用可见光作为光源，这主要是因为可见光容易获得，价格低，并且便于操作。常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、钠光灯。但是，这些光源的一个较大缺点是光能不能保持稳定。以日光灯为例，在使用的一个100小时内，光能将下降15%，随着使用时间的增加，光能将不断下降。因此，如何使光能在一定的程度上保持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。
另一个方面，环境光将改变这些光源照射到物体上的总光能，使输出的图像数据存在噪声，一般采用加防护屏的方法，减少环境光的影响。
由于存在上述问题，在现今的工业应用中，对于某些要求高的检测任务，常采用x射线、超声波等不可见光作为光源。但是不可见光不利于检测系统的操作，且价格较高，所以，目前在实际应用中，仍多用可见光作为光源。
图像采集单元包含光源、镜头、相机、图像采集卡等。图像获取是机器视觉检测的一步，实际上就是将待测目标的可视化图像和内在特征转换成能被计算机处理的图像数据，并传送给图像处理单元；
图像处理和分析单元的核心为图像处理分析软件。它包含图像增强与校正、图像分割、特征提取、图像识别与理解等。同时输出目标的质量评判、规格测量等分析结果给控制与执行单元。好的机器视觉软件可对图像中的目标特征进行快速准确地检测，并更大限度地减少对硬件系统的依赖性，做出结果处理并发送相应消息到分拣机构。
控制与执行单元包含电传与机械设备。对于整个机器视觉系统而言，核心目的就是为了保证产品质量，剔除掉不良品。因此控制与执行单元也就成为机器视觉检测尤为关键的一环，图像分析结果输出至图像界面，或通过电传单元传递给机械单元执行相关操作，如报警、剔除等，或者是通过机械臂直接执行抓举、分拣等动作。

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