成像原理
在這種系統中， 反光鏡和棱鏡的獨到設計使得攝影者可以從取景器中直接觀察到通過鏡頭的影像。
單鏡頭反光相機的構造圖中可以看到，光線透過鏡頭到達反光鏡後，反射到上面的對焦屏並結成影像，透過 接目鏡和五棱鏡，我們可以在觀景窗中看到外面的景物。 光通過透鏡，被反光鏡反射到磨砂取景屏中。通過壹塊凸透鏡並在五棱鏡中反射，最終圖像出現在取景框中。當按下快門，反光鏡沿箭頭所示方向移動，反光鏡被擡起，圖像被被攝在CCD上，與取景屏上所看到的壹致。
單反相機與旁軸相機相比的優點在於所見即所得，取景器中的成像角度與最終出片的角度是壹樣的。但與旁軸相機相比，單反相機鏡頭的後焦點要能同時在反光板的位置和感光元件的焦平面位置同時成像，必須要在成像焦平面之前還產生壹個假焦點，這造成了單反相機光學鏡頭的結構更加復雜，體積更大，同時成像效果不及旁軸相機直接、通透。同時“反光板—的體積要做的粗大笨重。
優點
它只有壹個鏡頭，既用它攝影也用它取景，因此視差問題基本得到解決。取景時來自被攝物的光線經鏡頭聚焦，被斜置的反光鏡反射到聚焦上成像，再經過頂部起脊的"屋脊棱鏡"反射，攝影者通過取景目鏡就能觀察景物、而且是上下左右都與景物相同的影像，因此取景、調焦都十分方便。攝影時，反光鏡會立刻彈起來，鏡頭光圈自動收縮到預定的數值，快門開啟使膠片感光；曝光結束後快門關閉，反光鏡和鏡頭光圈同時復位。
單鏡頭反光相機可以隨意換用與其配套的各種廣角、中焦距、遠攝或變焦距鏡頭，也能根據需要在鏡頭安裝近攝鏡、加接延伸接環或伸縮皮腔。總之凡是能從取景器裏看清楚的景物，照相機都能拍攝下來。使用120膠卷的簡易型單鏡頭反光照相機壹般不用五棱鏡（如長城DF－4型），可直接在毛玻璃上取景、調焦；中、高檔單鏡頭反光照相機還可以換上俯視取景器取景（如珠江S－201、尼康F3），因此同樣可以像雙鏡頭反光相機壹樣進行低位仰攝或倒置取景。這也是單鏡頭反光照相機逐步取代雙鏡頭反光照相機的原因之壹。
DSLR五大致命誘惑
1. 成像質量優秀是很多消費者青睞DSLR的第壹理由。
因為DSLR中感光器的面積遠大於消費級相機中感光器的面積，所以像素密度相對大大降低，因此在寬容度、解像力和高感光度下的表現遠遠超越消費級相機。感光器的尺寸也是消費級相機在銷售中最不願意涉及的因素，廠商每每都會以高像素等其他指標分散用戶的註意力。實際上，感光器的尺寸指標對成像的影響，重要程度遠在像素數量之上。消費級相機的感光器尺寸最大不過是1/1.7英寸，而單反的感光器面積則大多是APS-C規格（23.7mm×15.6mm）直到與135底片壹樣大小的全幅面尺寸（36mm×24mm）。
2. DSLR的快門是純機械快門或電子控制的機械快門，快門時滯極短，按下快門後能立即成像，是抓拍利器。
DSLR的開機速度只有幾百毫秒，連拍速度也很快。而消費級相機則是純電子快門，存在嚴重的快門時滯問題，這壹弱點堪稱消費級相機的軟肋，因此它拍靜物尚可，但不適合抓拍運動物體——妳所得成像，往往不是妳按下快門時的那個動作。
3. 單反相機的取景是通過鏡頭取景，看上去很亮堂，而且妳所看到的畫面，就是妳將要拍到的，通透的光線使對焦時更容易觀察。
而消費級相機是通過感光器與LCD取景，在亮度和色彩的觀察方面均與實際存在壹定的誤差，不易察覺，在暗處更會看不清畫面。消費級相機上即便有光學取景器，其光路也不是從鏡頭中穿過，因此同樣存在視差。
4.DSLR的鏡頭可以根據拍攝主題來確定使用何種鏡頭，可以更換。而消費級相機的鏡頭無法更換，並且鏡頭質量比DSLR的鏡頭要差得多。
5.DSLR擁有大量的手動功能。
DSLR可以方便地進行手動變焦、手動設定拍攝參數等等，可以進行壹些特殊的拍攝（如用B門拍焰火）。而很多消費級相機都是自動的，多數相機沒有手動變焦環，要靠馬達自動變焦，因為變焦和對焦的速度慢，會喪失很多拍攝良機。很多人認為自動比手動好，實在是壹個誤區，只有自動功能而沒有手動功能的相機往往是低端相機，因為自動的精確性和速度，遠遠達不到手動那麽高。
缺點
單鏡頭反光相機
單鏡頭反光照相機的缺點是：增加反光鏡室和五棱鏡以後，機身加高、加厚，重量增加；反光鏡彈起來的壹瞬間還會出現機械震動和噪音；從按下快門鈕到啟動快門的時間間隔也比其它照相機略長；使用小口徑鏡頭在光線較差的環境中取景、調焦，會因取景屏較暗而產生困難，易造成聚焦失誤。因此國外的壹些新聞記者又拿起了平視取景、雙影重合調焦的照相機，他們認為這種照相機小巧輕便、取景明亮調焦迅速，便於搶拍鏡頭。
笨重，不便攜帶
由於單反相機的反光鏡和五棱鏡是必不可少的，機身自然無法做得再小。為了保證堅固，用料也不能節省，決定了在重量和體積上都無法更理想。過於顯眼的龐大相機，在拍攝人文題材的時候甚至會影響到拍攝對象的情緒，太容易給人壹種壓迫感。攜帶也是壹個問題。
機械振動和噪聲
反光板工作的時候，還有快門簾開合的時候，絕大多數單反相機的噪聲都很大，在壹些要求安靜的環境無法使用。特別是反光板的震動，就算沒有任何外力，自身的震動也會影響畫質，拍攝夜景時若要避免震動，就要打開反光板預升，避免機震時畫面的抖動。
所見即所得的負影響
由於取景是通過鏡頭，雖然是所見即所得，但是取景也同時受鏡頭的制約，視野明亮度受鏡頭影響很大，使用壹支最大光圈比較大的鏡頭時，取景器也許明亮，但是使用壹支光圈比較小的鏡頭取景時，視野就會比較暗。
操作復雜
專業相機有太多的功能參數需要自行設定。雖然入門單反添加了很多傻瓜模式，很好地解決了這個使用單反的門檻問題，但是只使用單反相機的傻瓜模式顯然有些浪費。
後期的大量資金投入
有的朋友在使用小數碼相機的時候有微距功能，平時總拍拍花花草草，但是使用了單反後就不得不買壹支微距鏡頭才能實現那些。壹些廠商的單反機身不是防抖的，防抖需要在鏡頭上實現，購買帶有防抖功能的鏡頭，又增加了開銷。
需要特別註意清理和保養
可以更換鏡頭固然是好，但是更換鏡頭的時候稍不註意，機身內部就會進去灰塵，極有可能落到感光元件上，如果忘了清理，則拍攝後照片上會有很多臟點。相關的必需品也是很耗費資金的，有了單反，當然需要壹套結實的三腳架，國產的腳架結實的壹套也要在千元左右。壹支好鏡頭又要配備壹片好的UV鏡，根據拍攝題材和拍攝條件，還需要配備偏振鏡，減光鏡等等更多附件。背包也需要更加結實壹些的，質量好的背包價格也都比較昂貴。
綜合以上多點可以得出結論了，如果並不要求極高的畫質，或是害怕影響到被攝者的條件，在光線環境也不苛刻的時候還是使用壹個小數碼相機更合理。作為普通的攝影愛好者，在畫質和便攜性的抉擇上，決定了選購相機的方向，其實，選購相機，最適合自己的才是最好的。