Emulsija ir gaismas jutīgs materiāls, ko izmanto plēves un fotopapīra pārklāšanai, lai radītu attēlus. Emulsija sastāv no gaismas jutīgiem kristāliem, kas ir suspendēti želatīnā, veidojot maisījumu, ko var vienmērīgi uzklāt uz pamatnes, piemēram, papīra, stikla, celuloīda vai auduma. Tehniski fotoemulsija nav īsta emulsija, jo emulsija, ķīmiski runājot, ir divu vai vairāku šķidrumu suspensija, ko nevar sajaukt, un fotoemulsija ir šķidruma un cietas vielas maisījums.
Tradicionālai melnbaltai fotogrāfijai emulsija bieži tiek izgatavota ar sudraba halogenīda kristāliem. Kad ar emulsiju pārklātā bāze tiek pakļauta gaismai, jutīgie kristāli tiek ķīmiski mainīti. Pēc ekspozīcijas pamatni var izstrādāt ar ķimikālijām, kas ļauj parādīties tumsas un gaismas zonām, un pēc tam nostiprināt ar ķīmisku vielu, kas aptur izstrādes procesu, iesaldējot tumsas un gaismas līmeni noteiktā stadijā.
Filmas gadījumā ar emulsiju pārklātā pamatne tiek izmantota, lai izveidotu negatīvu, apgrieztu attēlu no kameras redzētā. Negatīvu var attīstīt, fiksēt un pēc tam izmantot, lai izveidotu pozitīvas attēla izdrukas. Šīs pozitīvās izdrukas, kas labāk pazīstamas kā fotogrāfijas, tiek izgatavotas, pakļaujot ar emulsiju pārklātu papīru vai citus materiālus negatīva projekcijai, vai veidojot kontaktdrukas, kurās negatīvs tiek novietots tieši pret fotopapīru un uz īsu brīdi tiek pagriezta gaisma. ieslēgtu, lai atklātu papīru. Kontaktdrukas mēdz būt augstākās kvalitātes, jo nav nekādu izkropļojumu palielināšanas procesā.
Krāsu fotogrāfijai ir nepieciešami vairāki emulsijas slāņi, no kuriem katrs reaģē uz dažāda viļņa garuma gaismu. Ir iespējams arī spēlēt ar dažādām foto emulsijām un filtrēšanas paņēmieniem, lai izveidotu tādas lietas kā infrasarkano staru plēve, kas ir tāda veida plēve, kas reaģē uz karstuma signāliem, nevis gaismu.
Fotoemulsijā izmantotie materiāli ir ļoti jutīgi, tāpēc plēve un fotopapīrs arī pēc ekspozīcijas ir jāuzglabā absolūtā tumsā, līdz tie ir izstrādāti un fiksēti. Parasti ir nepieciešama tikai īsa gaismas ekspozīcija, lai emulsija būtu pietiekami eksponēta, lai attīstīšanas stadijā parādītos attēls. Kamerā tādas problēmas kā gaismas noplūde ir stingri jākontrolē, jo tās var aizmiglot filmu un to sabojāt.
Fotogrāfi paši sajauca savas emulsijas un rūpīgi uzklāja tās uz stikla fotoplatēm, kuras varēja eksponēt, attīstīt, fiksēt un pēc tam izmantot, lai izstrādātu izdrukas uz stikla, alvas un citiem materiāliem, kas pārklāti ar emulsiju. Lielākā daļa mūsdienu fotogrāfu izvēlas iegādāties filmas, palielināmo papīru un citus piederumus no uzņēmumiem, kas specializējas fotogrāfu ēdināšanā, jo ar emulsiju ir grūti rīkoties un tā var saturēt bīstamas ķīmiskas vielas.