單反，即單鏡頭反光（Single Lens Reflex）相機。這裏的“反”指反光鏡（或稱反光板）結構——隨便找壹臺單反相機，拆下鏡頭，妳看到的那塊玻璃鏡就是“反光鏡”。與其它相機的最大區別就在於是否有這塊反光板。單反結構圖如下：
光線通過鏡頭達到反光板，絕大多數的光線經90°的反射到達五陵鏡(現在低端單反采用五面鏡)，在五陵鏡中經過二次全反射並轉體180°後轉向90°抵達取景器目鏡，在五棱鏡後面的光路上方通常是AE模塊（測光系統）的位置所在，這樣單反相機在取景器內看到的影像是正的光學影像，最終成像的效果與在取景器內看到的幾乎完全相同。另壹小部分光穿過反光鏡由副反光板反射到AF模塊（自動對焦感應器）。
單反相機裏的光學取景器、AF模塊、AE模塊、CMOS分別承擔取景、對焦、測光、成像這4種功能。而反光板，則能讓這些功能有序進行、互不幹擾。而在其它類型的數碼相機（不包括旁軸取景相機）中，所有這4種功能都通過CMOS實現。
單反相機的優點：
a.單反最大的優點就是取景與成像都使用同壹只鏡頭，因此沒有視差。
b.單反相機使用的是光學取景器，更接近人眼的所見，
c.各品牌的單反相機背後都有龐大的鏡頭群支持。可根據不同的拍攝對象和拍攝要求，很方便地更換不同的鏡頭
d.現代單反相機都采用焦平面快門，焦平面快門可獲得比鏡間快門更短的曝光時間
e.數碼單反相機壹般采用相位差自動聚焦裝置，它能使聚焦動作壹步到位，對焦速度比其它類型的數碼相機要高。
單反相機的缺點：
a.單反相機由於采用了反光板和五棱鏡，因此單反相機結構復雜、成本較高，而且反光鏡箱和五棱鏡的存在也造成了單反機身較厚、較高，體積和重量都比較大。
b.當按下相機快門、反光鏡高速彈起的瞬間還會出現機械震動和噪音（可用單反的反光板預升功能來避免），而且從按下快門按鈕到啟動焦平面快門的時間間隔也比其它照相機略長。
c.焦平面快門在拍攝高速運動物體時會產生崎變
d.理論上單反的反光板結構限制了AF模塊的覆蓋範圍，同時也是出現相機跑焦問題的根本原因。但在實際使用中，單反相機對於拍攝運動題材（特別是有無規律運動對象時）依然更成熟、更可靠。