กล้องดิจิตอล มีวิวัฒนาการจากเทคโนโลยีอะนาล็อกที่ใช้กับเครื่องอัดวิดีโอเทป หรือวีทีอาร์ ที่ใช้บันทึกภาพจากโทรทัศน์ แปลงข้อมูลเป็นกระแสไฟฟ้าดิจิตอล ไปบันทึกบนเทปแม่เหล็ก

ห้องทดลอง บิงครอสบีที่มี นายจอห์น มูลลิน วิศวกร เป็นหัว หน้าทีมในปี 2494 (ค.ศ.1956) สร้าง สรรค์เทคโนโลยี วีทีอาร์ยุคแรกนี้ และพัฒนาต่อเป็นนวัตกรรมใหม่ ชื่อ วีอาร์ 1000 ใช้ในวงการโทรทัศน์อย่างแพร่หลาย โดยทีมงานของชาร์ลส์ พี. กินสเบิร์ก และบริษัท แอมเพ็กซ์ คอร์เปอเรชั่น

ทั้งกล้องที่ใช้ถ่ายทำรายการโทรทัศน์ กล้องวิดีโอ รวมทั้งกล้องดิจิตอล ใช้เทคโนโลยีซีซีดี (Charged Coupled Device) หรืออุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่ใช้แปลงสัญญาณแสงและสีเป็นสัญญาณไฟฟ้าเพื่อใช้บันทึกลงในวัสดุเก็บข้อมูล

ในยุคทศวรรษ 60 หรือราวปี พ.ศ.2503 เป็นต้นมา องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ หรือนาซ่า ใช้ระบบดิจิตอลบันทึกภาพยานอวกาศบนพื้นผิวดวงจันทร์โดยส่งภาพดิจิตอลที่ได้กลับมายังพื้นผิวโลกและนาซ่าใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ในการตกแต่งภาพกระสวยอวกาศที่ส่งมาให้สวยเนียน

ขณะเดียวกัน ภาคเอกชนก็พัฒนาระบบดิจิตอลอย่างไม่หยุดยั้ง ในปี 2515 บริษัทเท็กซัส จดสิทธิบัตรกล้องอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ต้องใช้ฟิล์มขึ้นเป็นครั้งแรก จากนั้นในปี 2524 บริษัทโซนี่วางจำหน่ายกล้องดิจิตอลยี่ห้อ Mavica สำหรับเอกชนเป็นครั้งแรกของโลก

ข้อมูลที่ได้จากการถ่ายภาพ บันทึกลงในดิสก์ขนาดจิ๋วและนำไปต่อเชื่อมกับเครื่องอ่านวิดีโอเพื่อดูภาพในโทรทัศน์ หรือต่อเชื่อมกับเครื่องพิมพ์เพื่อพิมพ์ภาพสีสันสวยงามออกมา แต่กล้องมาวิคาไม่เป็นกล้องดิจิตอลพันธุ์แท้เพราะมีระบบถ่ายภาพแบบภาพนิ่ง

ต่อมาบริษัทโกดัก เทคโนโลยี ยักษ์ใหญ่แห่งวงการถ่ายรูป คิดค้นระบบแผงเซ็นเซอร์ตรวจจับภาพที่รับสัญญาณแสงและสีจากกล้องแล้วเปลี่ยนเป็นสัญญาณดิจิตอลเพื่อเก็บข้อมูล กล้องชนิดใหม่นี้เป็นที่นิยมสำหรับมืออาชีพและครัวเรือน

จากนั้นในปี 2529 นักวิทยาศาสตร์จากโกดักคิดค้นระบบเซ็นเซอร์ ซึ่งมีความละเอียดภาพมากที่สุดในโลกเป็นครั้งแรกและบันทึกความละเอียดภาพได้กว่า 1.4 ล้านพิกเซลและนำมาพิมพ์เป็นภาพดิจิตอลความละเอียดสูงขนาด 5x7 นิ้ว 

ต่อมาในปี 2530 โกดักเปิดตัวผลิตภัณฑ์ใหม่ 7 ชนิดซึ่งใช้ในการบันทึก จัดระเบียบข้อมูล แปลงสัญญาณและใช้พิมพ์ภาพสี ต่อมาปี 2533 โกดักพัฒนาระบบซีดีภาพซึ่งเป็นมาตรฐานใช้เทียบระดับความเพี้ยนของสีในการส่งข้อมูลภาพผ่านระบบคอมพิวเตอร์ทั่วโลก ปีถัดมาบริษัท โกดักพัฒนาระบบดีซีเอส (Digital Camera System) สำหรับช่างภาพมืออาชีพ โดยกล้อง Nikon รุ่น F-3 มีความละเอียดสูง 1.3 เมกะพิกเซล 

กล้องดิจิตอลตัวแรกที่เป็นที่นิยมในครัวเรือนและทำงานกับคอมพิวเตอร์บ้านได้จริง คือ กล้อง Apple QuickTake 100 camera ที่ผลิตขึ้นเมื่อวันที่ 17 ก.พ. 2537 ปีถัดมาบริษัท โกดักและคาสิโอเปิดตัวกล้องรุ่น DC40 และ QV-11 ตามลำดับมาแข่งขัน

กิจการกล้องดิจิตอลบูมตลาดอย่างกว้างขวาง และเป็นอุปกรณ์ถ่ายภาพที่แพร่หลายไปทั่วโลก