雖然單眼相機使用反光鏡機制將光線反射到光學取景器中，或者將光線直接傳遞到相機傳感器，但無反光鏡相機完全沒有這種反光鏡機制（因此得名），這意味著光線通過鏡頭總是在成像傳感器上結束。由於光不再在光學取景器 (OVF) 上反射，因此無反光鏡相機通常依賴電子取景器 (EVF) 和 LCD，它們基本上投射成像傳感器所看到的內容。由於缺少反光鏡機制和光學取景器，與單眼相機相比，無反光鏡相機可以做得更簡單、更輕、體積更小。
下圖顯示了 DSLR 和無反光鏡相機之間的區別：
如您所見，與無反光鏡相機相比，單眼相機的內部組件要多得多。除了複雜的反光鏡機構外，數碼單眼相機上還有對焦屏、聚光鏡、五稜鏡/五面鏡和其他組件，例如副鏡和相位檢測自動對焦傳感器。
無反光鏡相機的工作原理
相比之下，無反光鏡相機在機械上要簡單得多——光線通過鏡頭 (#1) 直接進入圖像傳感器 (#4)，光學取景器被替換為複製圖像傳感器的電子取景器 (#9)。在正常操作中，機械相機快門 (#3) 保持打開狀態，通常僅在曝光結束時使用。由於沒有反光鏡和五稜鏡，無反光鏡相機的法蘭距離（即鏡頭卡口和圖像傳感器之間的距離）可以大大縮短，如上圖所示。正因為如此，與數碼單眼相機相比，大多數無反光鏡相機機身更薄更輕。
與數碼單眼相機相比，無反光鏡相機具有許多優勢。除了相機本身的重量和體積可能更輕之外，使用電子取景器還可以為攝影師帶來許多好處。由於所有內容都是直接從圖像傳感器複製的，因此可以通過取景器直接看到白平衡、飽和度和對比度等相機設置，並且可以在取景器內放置實時直方圖等附加信息疊加，使攝影師能夠準確地看到它們的內容拍照。當與快速對比度檢測或傳感器上相位檢測系統結合使用時，可以利用能夠放大對象來驗證對焦、使用對焦峰值、人臉檢測和其他強大的功能來確保精確對焦每一個鏡頭。
同時，無反光鏡相機也有其缺點列表。首先，電子取景器只能在相機打開並為圖像傳感器供電時激活，這會顯著影響相機的電池壽命。其次，電子取景器可能會有明顯的滯後、黑屏和高對比度，這會讓一些攝影師難以適應。在自動對焦方面，雖然最新的無反光鏡相機型號可以非常快速和準確，但在拍攝快速動作時，它們仍然表現不佳，尤其是在低光照條件下。