Všetky analógové zariadenia pre nočné videnie zdieľajú niekoľko hlavných komponentov, ktoré pozostávajú z objektívu, oka, zdroja energie, fotokatódy zvyšujúcej obraz a fotonásobiča. Posledne uvedené dve kombinácie sa bežne označujú ako elektrónka na zosilnenie obrazu. 

Zintenzívnenie obrazu 
Skutočná mágia leží nepochybne vo vnútri trubice zosilňovača obrazu, ktorá veľmi jednoduchými slovami absorbuje fotóny (svetelná energia) a uvoľňuje elektróny (elektrická energia) pred tým, ako sa znova premení na svetlo vo forme obrazu. 

S týmto vedomím v mysli sa pozrime trochu hlbšie do toho, ako to vlastne všetko funguje. 

V prednej časti každého zariadenia nočného videnia je objektív, ktorého úlohou je zhromaždiť všetku dostupnú okolitú a umelú infračervenú energiu skôr, ako sa naleje do elektrónky zosilňujúcej elektrónku. 

Tieto fotóny prechádzajú fotokatódou, ktorá ich premieňa na elektróny. Tieto elektróny prechádzajú na mikrokanálovú doštičku (MCP), kde sú zosilnené tisíckami faktormi prostredníctvom elektrickej a chemickej reťazovej reakcie, ktorá sa vytvorí pri náraze na steny mikrokanálov. Tieto účinne nabité elektróny potom narážajú na obrazovku potiahnutú fosfátmi, kde sa dostanú do excitovaného stavu, uvoľňujú fotóny alebo viditeľné svetlo, ktoré je možné prezerať cez časť oka. 

Obrázok sa objaví ako jasný a svieži zosilnený odpočinok scény, ktorú pozorujete, ale v kombinácii zelených a čiernych tónov.

Digitálne zariadenia na nočné videnie fungujú inak ako analógové zariadenia v tom, že svetlo vstupujúce do šošovky objektívu sa transformuje na digitálny signál pomocou obrazového snímača typu CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor sensor) alebo CCD (Carge Coupled Device). Ide o rovnaké technológie používané vo všetkých digitálnych fotoaparátoch.

Digitálny obraz sa pred zobrazením na displeji zariadenia niekoľkokrát vylepší. Čím väčšia je veľkosť pixelov snímača CMOS alebo CCD, tým lepšie bude fungovať pri zníženom osvetlení. SIONYX má napríklad patentovanú technológiu, ktorá zvyšuje citlivosť na blízke infračervené (NIR) vlnové dĺžky, a preto poskytuje vyšší výkon pri slabom osvetlení. Jeho snímače CMOS poskytujú mimoriadne dobrý výkon pri slabom osvetlení vďaka kombinácii jeho patentovanej technológie a oveľa väčšieho pixelu na zachytávanie prichádzajúceho svetla. V súčasnosti je najcitlivejším snímačom SIONYX XQE-1350, ktorý produkuje pôsobivý 1.3 megapixlový obraz pri menej ako 1 mLux.

Alternatívou nočného videnia je termokamera. Namiesto toho, aby sa hľadalo zväčšenie svetla, tepelná kamera detekuje infračervené žiarenie pomocou mikrobolometrov, ktoré menia odpor na základe ich teploty. Túto zmenu odporu je možné zmerať a previesť na viditeľný obrázok pomocou tisícok mikrobolometerov. Všetky objekty vyžarujú určitú úroveň tepelného infračerveného svetla; čím je objekt teplejší, tým viac žiarenia vyžaruje a čím viac svetlo zmení odpor každého bolometra.

Rozlíšenie je zvyčajne ďaleko za súčasnými zariadeniami pre nočné videnie, ale rozsahy detekcie cieľa sú zvyčajne väčšie. Pravidlom je čím vyššie je rozlíšenie, tým je jednotka schopnejšia a tým viac bude stáť. Pretože rozlíšenie je nižšie ako analógové alebo digitálne zariadenia pre nočné videnie, termálne zobrazovače je zložitejšie interpretovať a rozpoznávať podrobnosti objektu a krajinu. Okrem toho, ak všetky objekty v danej scéne majú rovnakú teplotu, medzi nimi je veľmi malý kontrast.

Na samom spodku trhu nočného videnia sú hračky inzerované ako nenáročné na nočné videnie. Tieto jednotky sú zvyčajne lacné a tvrdia, že umožňujú používateľovi vidieť v tme. Kvalitná baterka je pri tejto úlohe oveľa efektívnejšia.

Tieto zariadenia môžu v najlepšom prípade ponúkať podobný výkon ako lacné domáce bezpečnostné kamery vybavené nočným režimom. Na vytvorenie kvázi viditeľného obrazu v prostredí so slabým osvetlením je potrebný externý infračervený žiarič alebo zdroj filtrovaného svetla. Dokonca aj vtedy je obraz rozoznateľný iba vo veľmi vzdialených vzdialenostiach a najúčinnejší je v interiéri malej miestnosti so svetlo odrážajúcimi odrazovými stenami.

V podmienkach slabého / žiadneho svetla ponúkajú tieto zariadenia aj s pomocou umelého zdroja svetla extrémne obmedzený dosah a trpia nadmerným elektronickým šumom, ktorý zakrýva obraz. Čokoľvek, čo je mimo dosahu iluminátora, bude nerozpoznateľné.

Aj keď tieto nové zariadenia používajú digitálny snímač, nemali by sa zamieňať s vysokokvalitnými digitálnymi zariadeniami pre nočné videnie vybavenými CMOS.