一、光电成像系统包含光电成像器件及信号处理系统，其中光电成像器件无疑是高速光电成像系统中的关键，它很大程度上决定了整个成像系统性能的优劣。光电成像器件主要完成对落在其成像面上的高速运动目标像的多次、快速采样，而每次采样过程又包括光生电荷的积累、含有图像信息的电荷包的转移和读出、输出信号的处理等过程。它主要的指标是像元素数和响应时间，因为这决定了图像的分辨率和拍摄频率。光电成像器件现多采用高速成像CCD（电荷耦合器件）或CMOS（互补金属氧化物半导体）传感器及与其它光电成像器件的组合来构成适用于特定场合应用的光电成像系统，如在CCD或CMOS像感面前加上像增强器而使其能更好地适应暗光环境。

 

　　二、光学成像系统包含成像物镜。成像物镜将运动目标进行成像，并保证使目标像落在光电成像器件的成像面上，同时还要保证有足够大的口径，以满足在很短的曝光时间内成像面仍有足够的光照度，能满足光电成像器件的响应需要。此外，成像物镜的分辨率、像差、焦距等参数也必须与光电成像器件相匹配。

 

　　三、信号传输系统担负着长距离、高质量将图像信号传送到图像记录和显示系统的任务。按照传输方式分为无线传输和有线传输。

 

　　四、控制系统完成对镜头光圈、焦距、聚焦的控制，若有像增强器，则还必须有对其电压、增益、快门等进行操作的控制器。对于高速成像系统主要是一些参数设定，如拍摄频率、拍摄时间、触发方式、存储格式的预置等，对需要辅助照明的系统还需要对照明灯的亮度进行控制。在这个过程中需要实验人员根据实际情况参与控制系统。

 

　　五、图像存储系统负责完成图像的快速存储，现多采用数字化的存储方式，由计算机直接控制记录和重放。需要说明的是存储图像的数量、质量和大小与存储芯片的容量成正比，因此在实验中需要合理使用存储容量，用有限的存储来记录实验数据。

 

　　六、图像处理系统应用软件完成对图像质量的改善和判读。软件为高速摄像仪器的一部分，也可以使用其它的图像处理软件。

 

　　七、其它辅助系统具体由使用场合决定，如：辅助照明系统，抗震防水系统，抗干扰系统等。