Uzlādēta savienota ierīce (CCD) ļauj transportēt elektriski lādētus analogos signālus caur dažādiem kondensatoriem, kas iestatīti sērijā. Šo ierīci kontrolē pulksteņa signāls, kas svārstās starp augstu un zemu stāvokli. Visa sistēma darbojas kā maiņu reģistrs, kura ieejas un izejas ir savienotas virknē, kas ļauj uzlādētu savienotu ierīci izmantot kā analogo signālu aizkavēšanas veidu. Visbiežāk šīs ierīces izmanto fotoelektriskiem gaismas sensoriem, kas ir saistīti ar paralēliem analogiem signāliem. Šī tehnoloģija ir digitālo kameru, videomagnetofonu un attēlu tālruņu darbības pamatā.
1961. gadā Jet Propulsion Laboratory pētnieks Jet Propulsion Laboratory Pasadenā, Kalifornijā, Jūdžins F. Lelijs uzrakstīja darbu Mosaic Guidance for Interplanetary Travel. Viņš izpētīja ideju izmantot virkni optisko detektoru, kas ieviesa digitālo apstrādi, lai izveidotu fotoattēlu. 1969. gadā zinātnieki Vilards Boils un Džordžs E. Smits, strādājot AT&T Bell Labs Murray Hill, Ņūdžersijā, izstrādāja uzlādētu savienotu ierīci izmantošanai kā atmiņas tehnoloģija. Izmantojot šo tehnoloģiju, citi uzņēmumi drīz vien izstrādāja veidus, kā tvert fotoelektrisko efektu un izveidot elektroniskus attēlus.
Veids, kā uzlādēta savienota ierīce darbojas attēlu tveršanā, ir fokusējot attēlu, kas tiek projicēts no objektīva uz fotoaktīvu kondensatoru bloku. Tā rezultātā katrs kondensators uzkrāj elektrisko lādiņu, kas ir proporcionāls attēla gaismas intensitātei. Tādējādi tiek uzņemts divdimensiju attēls, kas tiek pārsūtīts uz lādiņa pastiprinātāju, kas savukārt to pārvērš spriegumā. Pēc tam šis attēls tiek saglabāts digitāli atmiņas modulī, un tam var piekļūt vēlāk.
Pamata uzlādēta savienota ierīce ir efektīva spilgtuma uztveršanā, taču tai ir grūtības atveidot krāsu. Lai atrisinātu šo problēmu, mūsdienu digitālās kameras izmanto ierīci, ko sauc par Bayer masku virs CCD. Tas savieno četrus pikseļus blokos un filtrē dažādus spilgtuma līmeņus kā dažādas krāsas. Šie pikseļi ir krāsaini, no kuriem viens ir sarkans, otrs zils un divi zaļi, jo cilvēka acs zaļo var atpazīt vieglāk nekā citas krāsas.
Vēl viena tehnoloģija, kas tika izstrādāta 21. gadsimta sākumā, ietver augstas izšķirtspējas uzlādētu savienotu ierīču mikroshēmas, kas var izmantot vairāk spilgtuma krāsas pie dažādiem apertūras izmēriem. Tas tiek panākts, ieviešot ierīci, ko sauc par dihroisko prizmu, kas sadala katru krāsu tās dabiskajos komponentos. Dihroiskās prizmas ir izmantotas dažās digitālajās kamerās un videokamerās.