高速攝像機是一種能夠以小于1/1000秒的曝光或超過每秒250幀的幀速率捕獲運動圖像的設備。它用于將快速移動的物體作為照片圖像記錄到存儲介質上。 錄制后，存儲在媒體上的圖像可以慢動作播放。 早期的高速攝像機使用膠片記錄高速事件，但被*使用電荷耦合器件(CCD)或CMOS有源像素傳感器的電子設備取代，通常每秒超過1000幀記錄到DRAM上 ，慢慢地回放研究瞬態現象的科學研究動作。
高速攝像機可以在很短的時間內完成對高速目標的快速、多次采樣，當以常規速度放映時，所記錄目標的變化過程就清晰、緩慢地呈現在我們眼前。高速攝像機技術具有實時目標捕獲、圖像快速記錄、即時回放、圖像直觀清晰等突出優點。
高速運動目標受到自然光或人工輔助照明燈光的照射產生反射光，或者運動目標本身發光,這些光的一部分透過高速成像系統的成像物鏡。經物鏡成像后，落在光電成像器件的像感面上，受驅動電路控制的光電器件，會對像感面上的目標像快速響應，即根據像感面上目標像光能量的分布，在各采樣點即像素點產生響應大小的電荷包，完成圖像的光電轉換。帶有圖像信息的各個電荷包被迅速轉移到讀出寄存器中。讀出信號經信號處理后傳輸至電腦中，由電腦對圖像進行讀出顯示和判讀，并將結果輸出。因此，一套完整的高速成像系統由光學成像、光電成像、信號傳輸、控制、圖像存儲與處理等幾部分組成。
