實際上，視覺傳感器原理是從一整幅圖像捕獲光線的數以千計的像素。圖像的清晰和細膩程度通常用分辨率來衡量，以像素數量表示。
在捕獲圖像之后，視覺傳感器將其與內存中存儲的基準圖像進行比較，以做出分析。例如，若視覺傳感器被設定為辨別正確地插有八顆螺栓的機器部件，則傳感器知道應該拒收只有七顆螺栓的部件，或者螺栓未對準的部件。此外，無論該機器部件位于視場中的哪個位置，無論該部件是否在360度范圍內旋轉，視覺傳感器都能做出判斷。
當前，工業用傳感器是實現工業自動檢測和自動控制的首要環節。在現代工業生產尤其是自動化生產過程中，要用各種傳感器來監視和控制生產過程中的各個參數，使設備工作在正常狀態或最佳狀態，并使產品達到最好的質量，可以說，沒有眾多質優價廉的工業傳感器，就沒有現代化工業生產體系。工業傳感器增長最快的領域是視覺傳感器。
對于檢測物位置不確定，檢測物特性較復雜的檢測，就需要使用到視覺傳感器。在生產現場，通過采用視覺傳感器檢測零部件，可避免次品外流。視覺傳感器主要由捕捉檢查對象物體（拍攝）用的攝像頭以及處理圖像的控制器組成。通過攝像頭捕捉圖像信息，檢測拍攝對象的數量、位置關系、形狀等特點，用于判斷產品是否合格或將檢驗數據傳送給機器人等其它生產設備。例如，在檢查電視或手機用微小電子零部件的電極污跡方面，每分鐘可檢測數以千計的零部件。還可用于檢測手機操作部分的傷痕、污跡以及印刷效果等。
視覺傳感器能夠檢驗大得多的面積，并實現了更佳的目標位置和方向靈活性。這使視覺傳感器在某些只有依靠光電傳感器才能解決的應用中受到廣泛歡迎。