Pierwowzorem aparatu fotograficznego była camera obscura (łac. ciemna komnata). Był to prosty przyrząd optyczny pozwalający uzyskać rzeczywisty obraz. Camera obscura bywa nazywana również ciemnią optyczną lub kamerą otworkową.
Urządzenie to zbudowane było z poczernionego wewnątrz pudełka (dla zredukowania odbić światła). Na jednej ściance znajdował się niewielki otwór (średnicy 0,3–1 milimetra zależnie od wielkości kamery) spełniający rolę obiektywu, a na drugiej matowa szyba (matówka) lub kalka techniczna. Promienie światła wpadające przez otwór tworzyły na matówce odwrócony i pomniejszony lub powiększony obraz. Teraz wstawiając w miejsce matówki kliszę fotograficzną można otrzymać zdjęcie.
Obraz otrzymany za pomocą camera obscura jest „miękki”, ma łagodny kontrast, rozmycie, nieskończoną głębię ostrości oraz zupełny brak dystorsji, a wykonany na materiale barwnym – pastelową kolorystykę. Z uwagi na te cechy obrazu camera obscura bywa do dzisiaj wykorzystywana w fotografii artystycznej.
Początków tego urządzenia można się doszukiwać w starożytnej Grecji. Arystoteles, podczas częściowego zaćmienia Słońca, zaobserwował obraz tworzony na ziemi przez promienie przechodzące między liśćmi drzewa. Euklides w swojej Optyce opisywał prostoliniowe rozchodzenie się światła i możliwość powstawania obrazu po przejściu promieni słonecznych przez niewielki otwór. Obserwacje prowadzone z użyciem tego prostego instrumentu optycznego były prowadzone przez starożytnych Chińczyków, Greków i Arabów. Jednak pierwszy znany naukowy opis ciemni optycznej znajduje się w rękopisach (pochodzących najprawdopodobniej z 1020 roku) arabskiego matematyka Alhazena (Hasana) z Basry. Najsłynniejszą pracą z około stu, jakie po nim pozostały, był traktat o optyce Kitab-al-Manadhirn. Księga wydana po łacinie w Średniowieczu wywarła wielki wpływ na naukę, szczególnie na prace Rogera Bacona i Johannesa Keplera.
Ciemnia optyczna służyła astronomom do obserwacji rocznych torów, po jakich porusza się słońce, plam słonecznych i księżyca. Służyła też jako pomoc przy wykonywaniu rysunków. Była wykorzystywana przez artystów malarzy, między innymi Leonardo da Vinci i Bernardo Bellotto, jako narzędzie pomocne przy określaniu np. perspektywy.
Najważniejsze etapy rozwoju aparatu fotograficznego:
ok. 1020 – pierwszy naukowy opis ciemni optycznej (Alhazen z Basry) – camera obscura
1550 – zastąpienie otworu pojedynczą soczewką skupiającą (Girolamo Cardano)
1569 – opisanie zasady działania przesłony (Daniello Barbaro)
1887–1889 – wprowadzenie błony zwojowej (H. Goodwin, G. Eastman)
1925 – aparat małoobrazkowy na błonę 35 mm Leica (O. Barnack)
1929 – lustrzanka dwuobiektywowa Rolleiflex (Rollei Werke, Franke und Heidecke)
1936 – lustrzanka jednoobiektywowa małoobrazkowa (Exakta)
1947 – pryzmat pentagonalny
1965 – automatyzacja ekspozycji (Konica Auto-Reflex)
1977 – automatyzacja nastawiania ostrości.
