デジタルカメラ（Digital camera）とは、写真として撮影した静止画をデジタルデータとして記録するカメラ装置である。
本来「デジタルカメラ」は、デジタルスチルカメラ（Digital still camera）及びデジタルビデオカメラ（Digital video camera）の総称である。ただし一般的にはデジタルスチルカメラを指す事が多いようである。現在ではスチル撮影機能を搭載したデジタルビデオカメラや、反対に動画撮影機能を搭載したデジタルスチルカメラが一般的となってきており、双方の性能の向上も手伝って、その差異が徐々に無くなりつつある。
略称は一般に「デジカメ」であるが、「デジカメ」は三洋電機株式会社の登録商標である。三洋は「デジカメ」単体での使用は不問だが、「○○のデジカメ」（○○はメーカー名）のような記述は認めない、と表明している。
デジタルカメラの構成要素は、フィルムを用いるカメラと同等の部分とそれ以外の部分に大別できる。カメラには外箱に相当するボディ、光を集め焦点を結ぶために必要なレンズ、光量を決定する絞り、決められたごくわずかな時間に限ってフィルムに光を当てるシャッター、撮影対象を確認するためのファインダーが必要である。デジタルカメラにおいてもレンズは必要であり、通常のカメラと同等のレンズを用いる。機械的な可動部品としてのシャッターをもつものも多いが、コンパクトなものなどでは電子シャッターを採用するものも少なくない。ファインダーは高級機種を除き副次的なものとなりレンズと反対側に設けられた液晶ディスプレイで代替する。
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デジタル処理のために、撮影後に一定の書き込み時間を必要としている。このことは、フィルムカメラに比べて
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の弱点とされていたが、画像処理チップの高性能化に伴い改善されてきている。しかし、高画素化が進み、データの容量が膨らんだ結果、記録媒体の書き込み速度にも影響されるようになってきている。この為、各社とも記録媒体について高速のものを推奨している。
画像の撮影枚数は、その写真の撮影モードやサイズによって異なる。概ねエコノミーモードで画像サイズが小さいものほど多く画像が撮れ、逆に撮影モードを標準や高画質、画像サイズも大きくなるに連れてその撮影枚数が少なくなっていく。近年発売されているデジカメにおいては、メモリーカードを装着しなくても画像を記録できる内蔵メモリーが装着されているが、メモリーカードを使用している時に比べて撮影出来る枚数は限られる。
最近の製品では、記憶メディアの容量にもよるが、数分程度までの動画を記録できるタイプのものが多い。さらに、動画を主体に撮影という観点にたって、MPEG-4等の動画圧縮技術を取り入れた長時間録画が可能な製品も発売されている。但しクイックリターンミラーを使った一眼レフは構造上動画を記録することは不可能である。
基本的な光学設計は銀塩カメラと大きな差はない。しかし受像体を小型に製造することが出来るため、撮影レンズをよりコンパクトに設計可能な場合が多い。また、受像体が小型である事により、レンズの造る像が小さくなるため、焦点距離が短いレンズでも倍率が高くなる。このため、特に受像体の小さいコンパクトデジタルカメラにおいて望遠レンズの製作が容易になり、35mmフィルム換算で数百ミリを超えるようなレンズをコンパクトな機種に搭載する事が可能となった。その反面、広角レンズは作りにくく、多くの機種において広角側が35mm程度（35mmフィルム換算）となっている。また、APS-Cサイズの受像体を用いたデジタル一眼レフにおいては、35mmフィルム向けのレンズは全て望遠よりになる。
デジタルカメラのレンズでは、イメージセンサとレンズとの
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で発生する光の反射が問題となる。そのため、レンズ設計ではこの点を考慮して設計する必要がある。
フィルムは用いず、CCDやCMOSなどの光学センサを用いて生成されたデジタル画像データを、内部メモリや記録メディアに記録する。受光部であるセンサの大きさは通常の35mmフィルムよりも小さいことが多い。コンパクトタイプでは1/3インチから2/3インチが、一眼レフタイプではAPS-Cタイプが多く用いられる。一部の業務用機種には中判や大判といったフィルムと同サイズの受像体を搭載する物もある。一般に受像体が大きい程、色再現性や感度に優れ、低ノイズであるが、その一方で高価になる。光学センサの種類は長年CCDが支配的であったが、近年は低消費電力や低価格といった特徴を持つCMOSの採用が、携帯電話内蔵型や一眼レフタイプを中心に増えつつある。
記録メディアは、主にフラッシュメモリやハードディスクを用いたメモリーカードが使われる。かつてはコンパクトフラッシュとスマートメディアが中心であったが、カメラ本体の小型化に併せてメディアも小型化し、現在ではSDメモリーカードがよく利用される。また、業務用の機種では大容量が必要な事からPCカードタイプのハードディスクが利用されたが、その後のマイクロドライブの登場やフラッシュメモリの大容量化に伴いこちらが用いられるようになった。
画像データの記録形式は、一般的にExif仕様に則ったJPEGが使用される。高性能機では、TIFFやRAW画像でも記録できる物がある
撮像素子から出力されたアナログデータはA/D変換された後、デジタルカメラに搭載された画像処理プロセッサ（画像エンジン）によって補完・色空間変換・ガンマ特性変換などの様々な処理を受け、PCなどによる利用が可能なデジタルデータ（JPEGやTIFF）へ変換され、最終的にメモリーカードに保存される。これらの処理の精度やアルゴリズムによって色調・コントラスト・ノイズの量などが大きく変わるため、各社ともに
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にしのぎを削っている。このため、内部処理のチップをブランド化しているメーカーも存在する。パナソニックのヴィーナスエンジン 、ソニーのReal Imaging ProcessorやBionz、キヤノンのDIGICやDIGIC II、DIGIC III、DIGIC 4、カシオ計算機のEXILIMエンジンがこれに当たる。
一方、一連の処理を受けたデジタルデータは手動による調整などの後処理をしにくいため、撮像素子からのデータを最低限の処理のみでデジタルデータにし（RAW画像）、パソコン上の専用ソフトウェアを使って後処理することもある。
1990年代、フィルムカメラに対してデジタルカメラの持つ最大の弱点は、消費電力が大きく、電池の電力消耗が激しいことであった。特にバックライトを持つ液晶ディスプレイは消費電力が大きく、ディスプレイをOFFにすることで電池寿命を伸ばす、といった工夫がメーカーおよびユーザーによってされていた。その後、デジタルカメラ内部の電子回路の低電圧動作による低消費電力化、アルカリ電池の性能向上、リチウム一次電池の普及、さらには高電圧を安定供給できるリチウムイオン二次電池の積極的な採用によって、2006年時点では電池寿命はほぼ問題にならなくなった。それにともない、多くのメーカーにおいて、コスト高でありカメラ小型化の制約にもなっていた光学ファインダーの省略が進められている。デジタルカメラの電池寿命は撮影可能枚数としてカタログなどに表記されるが、メーカー間で条件を統一するため、CIPAによって実使用状況をシミュレートした測定シーケンスが策定されている。多くのコンパクトデジタルカメラでは電池寿命は300枚前後であるが、撮影する瞬間を除いては液晶ディスプレイおよび撮像素子を駆動する必要がない一眼レフタイプでは、1000枚におよぶ機種もめずらしくない。
カメラではレンズから入った光をそのままファインダで確認するため、それらの間が光学的につながっている必要があった。デジタルカメラの場合も同様の構造が可能であるが、他方で光信号を電気信号に変えるのだから、それをファインダの代用に使用することも可能である。このような観点から、カメラ本体から自由なファインダを設定する試みも行われた。もっとも極端なものはミノルタのディマージュシリーズの初期に見られたカメラ本体とレンズ部分を切り離し、ケーブルでつなぐ、というものである。この型はこのシリーズ以外には使われなかった。また、カメラ本体とレンズ部分が関節のようにつながり、互いに回転することで方向を変えるような構造も開発され、これはスイバルと言われた。これらは、いずれも従来のカメラと大きく姿を異にし、扱いづらかったためか次第に姿を消した。
カメラ本体は従来の形に近く、裏面に液晶を起きながら、これを可動としたのがいわゆるバリアングル液晶である。