Les systèmes optiques utilisés dans les APN (Appareil de photographie numérique) sont similaires à ceux des appareils traditionnels. Ils se caractérisent toujours par leur longueur focale et leur ouverture qui conditionnera leur luminosité.
La longueur focale, associée à la taille du capteur photosensible, détermine le champ angulaire de l’appareil photo et donc indirectement la dimension du sujet.
Les optiques offrant une focale inférieure à 50 mm (dont la référence est un appareil argentique d’un format de 24 x 36 mm) sont classées parmi les grands-angles. Elles couvrent un champ de vision variant entre 50 et 90° environ. On classe parmi les «super-grands-angles» les optiques de 21 mm et inférieures dont le champ dépasse 90°.
Les optiques offrant une focale supérieure à 50 mm (24×36) sont classées parmi les téléobjectifs. De par leur grandissement qu’ils entraînent, leur champ est réduit à quelques dizaines ou quelques degrés. Leur longueur focale n’a pas vraiment de limites puisque certains photographes fixent le boîtier de leur APN sur des télescopes pour photographier le ciel, leur lunette ou leur télescope ayant une longueur focale résultante qui atteint plusieurs mètres.
Les zooms restent intéressants par leur polyvalence, mais c’est parfois un inconvénient, car les modèles grand public et donc « bas de gamme » présentent souvent une forte distorsion aux focales extrêmes et leurs images présentent un sérieux manque de netteté dans les détails, indépendamment de la résolution atteinte par le capteur.
Le deuxième paramètre est le rapport focal ou l’ouverture relative de l’optique, le fameux nombre « f ». Il varie généralement entre 1.2 et 22. Plus le chiffre est petit, plus l’ouverture du diaphragme est grande et laisse passer de lumière. En corollaire, une petite ouverture relative (f : 1.2) exigera un temps d’exposition plus court qu’une grande ouverture relative (f:22), car cette dernière ferme le diaphragme et ne laisse passer que très peu de lumière. En revanche, une grande ouverture relative (f:11-22) permettra d’augmenter la profondeur de champ et d’obtenir des images nettes sur une plus grande profondeur, d’autant plus étendue que la mise au point sera réalisée à grande distance ou sur l’infini.