A képérzékelők – mint láttuk – analóg eszközök. Az egyes képpontok az elektromos feszültség értékével jelzik, hogy mekkora fénymennyiséget kaptak. A digitális fotózásban azonban diszkrét értékekkel (vagyis számokkal) leírható adatokra van szükség. A képérzékelőkből kiolvasható analóg feszültség értékekből az A/D átalakítók (analóg-digitális konverterek) hoznak létre számokkal leírható digitális értékeket. Míg a kép felbontását az érzékelő pixelei adják, addig az érzékelt színek számát az A/D átalakítók bitjeinek száma dönti el. Az analóg jel számmá alakítása során a jelet kvantálják, vagyis elemi értékekhez közelítik. Ezt érdemes úgy elképzelni, mint amikor valakinek a magasságát mérjük. Ekkor ugyanis általában egész értékhez kerekítjük, pl. azt mondjuk, hogy valaki 176 cm magas, pedig elég nagy a valószínűsége annak, hogy nem pontosan 1760 mm magas. 176 cm-nek értjük a 1755 és 1765 mm közötti magasságokat is. Látható tehát, hogy a közelítés mértéke nem lényegtelen. A legtöbb esetben 8 bites A/D átalakítók használata elegendő, mert ezzel is 28, vagyis 256 árnyalat ismerhető fel alapszínenként (vagyis a vörös, zöld és kék színeknek 256 árnyalatát képes érzékelni az ilyen A/D átalakítóval ellátott gép). A három színösszetevő összesen tehát 8+8+8=24 bites színmélységet ad. Ez túlnyomórészt elegendő is, hiszen a JPEG tömörítésű képekben is maximum 24 bites színmélység használható.
A nagyobb dinamikájú képek eléréséhez (szélesebb tartomány a sötét és világos részek között) azonban nagyobb színmélységre is szükség van. A fél-professzionális kategóriában sokszor találkozhatunk a színenkénti 12 bites, vagyis 4096 árnyalatot, vagy a színenkénti 14 bites, vagyis 16384 árnyalatot megkülönböztető A/D konverterekkel, melyek előnye JPEG tömörítés esetén nem teljesen használható ki. Ezeken a gépeken a TIFF és/vagy RAW (közvetlen A/D átalakítás után elmentett különleges formátumú képfájl) módok használata minden esetben lehetséges. A nagy dinamika tartomány használatának nem elégséges, de szükséges feltétele a nagy felbontású A/D konverterek alkalmazása. A nagy dinamika elérésének alapja a jó érzékelő használata. Alacsony dinamikájú gépek esetén a túlexponált részek jelentősebbek, míg nagy dinamikájú érzékelők esetén ennek kisebb a valószínűsége. A dinamika tehát nem csak az árnyalatok számát befolyásolja, hanem azt is, mekkora az a tartomány a sötét és világos területek között, amit az érzékelő még képes megkülönböztetni.
Mivel az analóg jel (vagyis a képérzékelőből kiolvasható feszültség) értéke hajlamos az elektromágneses zajok miatt módosulni, így az A/D átalakítót célszerűen a képérzékelőhöz igen közel kell elhelyezni. A korábban ismertetett CMOS érzékelőkben ez igen egyszerűen megoldható, hiszen a chip-en belül bármilyen áramkör elhelyezhető, szemben a CCD-vel, ahol az A/D átalakítót külön chip-ben kell elhelyezni. Ebből is következik, hogy a CMOS érzékelőkkel ellátott gépek képzaja alacsonyabb lehet, mint CCD-s társaié.
