與普通光電傳感器相比，視覺傳感器賦予機器設計者更大的靈活性。以往需要多個光電傳感器的應用，現在可以用一個視覺傳感器來檢驗多項特征。視覺傳感器能夠檢驗更大的面積，并實現更佳的目標位置和方向靈活性。這些性能優勢使視覺傳感器在某些只能依靠光電傳感器才能解決的應用中受到廣泛歡迎。

在系統應用中，決定傳感器的選擇有三個關鍵因素：即動態范圍、速度和響應度。動態范圍決定系統能夠抓取的圖像的質量，也被稱作對細節的體現能力。傳感器的動態范圍容易使人疑惑和誤解的地方，這是因為機器視覺系統是數字的。圖像的動態范圍包括兩部分：一是傳感器能夠工作的曝光范圍（亮度的倍數）；其次是傳感器能夠數字化像素信號的電平的數量，用位數表示。這兩部分通常是緊密相關的。

曝光的動態范圍表示傳感器能夠正常工作的亮度水平。當光子撞擊圖像傳感器的活動像素區域時產生電子，傳感器將其捕獲并存儲起來以備系統讀取。撞擊活動區域的光子數越多，產生的電子數就越多，在讀取的間隔中，該過程持續的時間越長，被存儲的電子就越多。決定傳感器曝光動態范圍的參數之一就是填充存儲阱的曝光。制造傳感器的半導體加工工藝和電路設計共同決定阱的容量或深度。

傳感器的速度指的是每秒種傳感器能夠產生多少張圖像和系統能夠接收到的圖像的輸出量。速度是比動態范圍更直觀的特征，它只是衡量傳感器采集和傳送圖像到系統的速度有多快。傳感器的速度也包括兩個方面：一個是幀頻，也就是傳感器傳送像素數據到系統所需要的時間。另外就是傳感器為了采集一幅有用的圖像所需的曝光時間。幀頻永遠都不會比曝光時間快，因此幀頻是用來說明傳感器性能的通用量值。

在加工檢查類的應用中，傳感器的速度決定系統的輸出。如果每一幅圖像代表待檢的一個零件，那么系統每秒能夠檢查的零件數量不會高于傳感器每秒能夠發送的幀數。當成像的物體處于運動狀態時，為防止出現圖像模糊，必須要求高的采集速度。因此對于高輸出量的檢測系統和對高速運動物體的成像應用需要高速的傳感器。

速度和動態范圍是相互關聯的，為了快速地傳送圖像，傳感器必須快速地對每一個像素的數據進行數字化。這就意味著模擬到數字轉換器需要快速地形成一個穩定的輸出。

響應度指的是傳感器將光子轉換為電子的效率，它決定系統需要抓取有用的圖像的亮度水平。在圖像傳感器中，有三個因素控制響應度：一是量子的效率，或者說是每個光子所產生的電子的數量。二是存儲電荷（q）的傳感器輸出電路的電容（C）的大小，電荷的信號電壓公式是V=q/C。三是傳感器的輸出放大器增益。如果傳感器在與噪音等量的曝光水平下運行時，增益本身并不能提高傳感器的響應度。

開發人員在為機器視覺系統選購傳感器時，必須在動態范圍，速度和響應度這三個關鍵要素之間做出取舍。高速度和低光照度將導致噪音增加并降低動態范圍。在動態范圍允許的情況下，對成像細節的高要求也需要提高光照強度以彌補較低的響應度。傳感器本身所具有的物理屬性，不可避免地要在這三項關鍵要素之間做出平衡。