一般來說，一個完整的機器視覺系統由光學系統（光源、鏡頭、工業相機）、圖像采集單元、圖像處理單元、執行器和人機界面等模塊組成。各功能模塊缺一不可、相輔相成。

1.照明（光源）

照明是影響機器視覺系統輸入的重要因素。光源系統的設計非常重要，因為它直接關系到輸入數據，即圖像質量和應用效果。工程師首先應確定有效的照明條件，并根據用戶需求和產品特性選擇相應的照明裝置。這樣就可以保證在該光照條件下生成的圖像能夠突出用戶需要的目標信息特征。一般來說，光源可分為可見光源和不可見光源。工業上常用的光源有LED、鹵素燈、熒光燈等。不可見光源主要分為近紅外光、紫外光、X射線等。目前，LED光源是應用最廣泛的機器視覺光源，具有高效、長壽命、防潮等特點、防震、節能、環保。是工程師設計照明系統的最佳選擇。不可見光源主要用于滿足特定需求，例如管道焊接過程的檢測。由于不可見光的穿透性，可以達到欺騙點。

2、鏡頭

鏡頭是機器視覺系統中的重要部件，具有光學成像的功能。鏡頭的主要參數有焦距、景深（DOF）、分辨率、工作距離、視場角（FOV）等。景深是指鏡頭能夠拍攝到被攝物體的距離范圍和最佳焦距。獲得最佳圖像。視場角代表攝像機能夠觀察到的最大范圍，通常用角度來表示。一般來說，視野越大，觀察范圍也越大。

工作距離是指鏡頭與被攝物體之間的距離。工作距離越長，成本越高。

在機器視覺系統的設計中應選擇符合用戶需求的鏡頭參數。

3.工業相機

工業相機在機器視覺系統中至關重要。它們用于像人眼一樣捕捉圖像。根據相機感光器的不同，可分為：

CCD相機； CMOS相機

CCD——電荷耦合器件

CMOS — 互補金屬氧化物半導體

CCD相機雖然成本較高，但它比傳感器CMOS相機具有更好的成像質量、成像通透性、色彩豐富度等。

根據CCD感光元件的不同，CCD相機可分為線陣和面陣兩大類。

線掃描相機具有“線”的形狀，圖像信息只能以高分辨率和快速的行為單位進行處理。主要應用于工業、醫療、科研等領域。

4.圖像采集單元

圖像采集單元中最重要的部件是圖像采集卡，它是圖像采集單元和圖像處理單元之間的接口。用于將采集到的圖像數字化，輸入并存儲在計算機中。

5、圖像處理單元

它包含了大量的圖像處理算法。獲得圖像后，利用這些算法對數字圖像進行處理、分析計算并輸出結果。

6.執行器及人機界面

完成圖像采集和處理后，需要輸出圖像處理的結果