膠片通過曝光和顯影來確定ISO。不幸的是，這種方法不能用于傳感器。數(shù)碼ISO必須通過其他的方法來確定。確定數(shù)碼ISO的具體方法記錄在標(biāo)準(zhǔn)《攝影技術(shù).數(shù)字靜物照相機(jī).曝光指數(shù)、ISO感光度標(biāo)定值、標(biāo)準(zhǔn)輸出靈敏度和推薦曝光指數(shù)的測定；ISO 12232:2006》中。
與膠片相同的是，傳感器也有“基準(zhǔn)ISO”。對現(xiàn)代傳感器來說通常是ISO 100或ISO 200。基準(zhǔn)ISO通常是傳感器表現(xiàn)“最佳”的ISO，即動態(tài)范圍最大且噪點(diǎn)最少。
佳能從未公布過其傳感器的基準(zhǔn)ISO。不過佳能用戶相信一些早期的佳能數(shù)碼單反在ISO 100下?lián)碛凶畲髣討B(tài)范圍和最少噪點(diǎn)，而后期的機(jī)型則在ISO 200下表現(xiàn)最佳。
尼康早年曾經(jīng)公布過數(shù)碼單反傳感器的基準(zhǔn)ISO。低于基準(zhǔn)ISO的感光度被標(biāo)為L0.3、L0.7和L1.0。尼康公布過的機(jī)型中大部分基準(zhǔn)ISO是ISO 200。從一些新機(jī)型（D3100和D7000）開始，尼康不再使用“L”設(shè)置，而是簡單地把最低ISO標(biāo)為ISO 100。經(jīng)過測試，這些相機(jī)在ISO 100下的動態(tài)范圍比ISO 200時(shí)的要小?？雌饋砟峥狄查_始學(xué)習(xí)佳能，不再公布基準(zhǔn)ISO了。
在數(shù)碼相機(jī)中，光線轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)的過程是這樣的：電子傳感器通過光子井收集光電子（由光子撞擊傳感器產(chǎn)生）。這個(gè)過程會在光子井中積累電荷。一個(gè)光子井中積累的電荷量，代表著在整個(gè)曝光過程中這個(gè)光子井收集到的光線數(shù)量。
在光子井中累計(jì)的電荷可以轉(zhuǎn)化成電壓。這些電壓經(jīng)由模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D轉(zhuǎn)換器）產(chǎn)生RAW數(shù)據(jù)，最終變成一個(gè)個(gè)像素，組成一張照片。
上面這張圖顯示了在一臺采用12位A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)碼相機(jī)中，一個(gè)光子井在整個(gè)曝光過程中輸出數(shù)據(jù)的情況。圖表的左邊從0開始（沒有光子撞擊傳感器），右邊表示傳感器感受到了非常多的光子。圖中藍(lán)色區(qū)域表示有效信號，紅色區(qū)域表示噪點(diǎn)信號。注意橫豎坐標(biāo)都是對數(shù)。
光子井的工作過程是線性的，但是存在極限。當(dāng)一個(gè)光子井積累了超過極限的電荷（圖中綠線位置），繼續(xù)感受更多的光線就會產(chǎn)生溢出，甚至影響相鄰的像素（傳感器光暈）?；鶞?zhǔn)ISO就由光子井的集電能力，和基準(zhǔn)量子效率（入射光子產(chǎn)生光電子的時(shí)間比率）共同決定。
出了有效信號外，這個(gè)過程中也會產(chǎn)生噪點(diǎn)信號。這些噪點(diǎn)包括了“暗電流”噪點(diǎn)（即使沒有光照，傳感器中也有電流）、輸出噪點(diǎn)以及熱噪點(diǎn)。噪點(diǎn)在上圖中以紅色區(qū)域顯示。在最暗的陰影位置（圖中左側(cè)），噪點(diǎn)就已經(jīng)出現(xiàn)了，而且淹沒了信號。隨著信號越來越強(qiáng)，開始反過來淹沒噪點(diǎn)。在信號被噪點(diǎn)淹沒的區(qū)域，我們稱其為“在噪點(diǎn)層下”。
注意線性變化的光子井在左右兩端都被“截止”了。在左側(cè)，信號被噪點(diǎn)層截止，在右側(cè)則會溢出。這一點(diǎn)和膠片非常不同。膠片對入射光的反應(yīng)是S形曲線。這意味著膠片對欠曝和過曝都有相當(dāng)大的容忍度。RAW轉(zhuǎn)換程序通常默認(rèn)采用S形曲線的影調(diào)映射，來模擬膠片的表現(xiàn)，但影調(diào)映射也無法挽回非線性區(qū)中丟失的信號（比如低于噪點(diǎn)層或溢出的信號）。
