CMOS針對CCD最主要的優(yōu)勢就是非常省電，不像由二極管組成的CCD，CMOS 電路幾乎沒有靜態(tài)電量消耗，只有在電路接通時才有電量的消耗。這就使得CMOS的耗電量只有普通CCD的1/3左右，這有助于改善人們心目中數(shù)碼相機是“ 電老虎”的不良印象。CMOS主要問題是在處理CCD傳感器快速變化的影像時，由于電流變化過于頻繁而過熱。暗電流抑制得好就問題不大，如果抑制得不好就十分容易出現(xiàn)雜點。
此外，CMOS與CCD的圖像數(shù)據(jù)掃描方法有很大的差別。例如，如果分辨率為300萬像素，那么CCD傳感器可連續(xù)掃描300萬個電荷，掃描的方法非常簡單，就好像把水桶從一個人傳給另一個人，并且只有在最后一個數(shù)據(jù)掃描完成之后才能將信號放大。CMOS傳感器的每個像素都有一個將電荷轉(zhuǎn)化為電子信號的放大器。因此，CMOS傳感器可以在每個像素基礎(chǔ)上進行信號放大，采用這種方法可節(jié)省任何無效的傳輸操作，所以只需少量能量消耗就可以進行快速數(shù)據(jù)掃描，同時噪音也有所降低。這就是佳能的像素內(nèi)電荷完全轉(zhuǎn)送技術(shù)。
CCD與CMOS傳感器是被普遍采用的兩種圖像傳感器，兩者都是利用感光二極管（photodiode）進行光電轉(zhuǎn)換，將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)，而其主要差異是數(shù)字數(shù)據(jù)傳送的方式不同。
CCD傳感器中每一行中每一個象素的電荷數(shù)據(jù)都會依次傳送到下一個象素中，由最底端部分輸出，再經(jīng)由傳感器邊緣的放大器進行放大輸出；而在CMOS傳感器中，每個象素都會鄰接一個放大器及A/D轉(zhuǎn)換電路，用類似內(nèi)存電路的方式將數(shù)據(jù)輸出。
造成這種差異的原因在于：CCD的特殊工藝可保證數(shù)據(jù)在傳送時不會失真，因此各個象素的數(shù)據(jù)可匯聚至邊緣再進行放大處理；而CMOS工藝的數(shù)據(jù)在傳送距離較長時會產(chǎn)生噪聲，因此，必須先放大，再整合各個象素的數(shù)據(jù)。
由于數(shù)據(jù)傳送方式不同，因此CCD與CMOS傳感器在效能與應用上也有諸多差異，這些差異包括：
1. 靈敏度差異：
由于CMOS傳感器的每個象素由四個晶體管與一個感光二極管構(gòu)成（含放大器與A/D轉(zhuǎn)換電路），使得每個象素的感光區(qū)域遠小于象素本身的表面積，因此在象素尺寸相同的情況下，CMOS傳感器的靈敏度要低于CCD傳感器。

CMOS傳感器按為像素結(jié)構(gòu)分被動式與主動式兩種。
被動式像素結(jié)構(gòu)(Passive Pixel Sensor.簡稱PPS)，又叫無源式。它由一個反向偏置的光敏二極管和一個開關(guān)管構(gòu)成。光敏二極管本質(zhì)上是一個由P型半導體和N型半導體組成的PN結(jié)，它可等效為一個反向偏置的二極管和一個MOS電容并聯(lián)。當開關(guān)管開啟時，光敏二極管與垂直的列線(Column bus)連通。位于列線末端的電荷積分放大器讀出電路(Charge integrating amplifier)保持列線電壓為一常數(shù)，當光敏二極管存貯的信號電荷被讀出時，其電壓被復位到列線電壓水平，與此同時，與光信號成正比的電荷由電荷積分放大器轉(zhuǎn)換為電荷輸出。
主動式像素結(jié)構(gòu)(Active Pixel Sensor.簡稱APS)，又叫有源式，如圖2所示. 幾乎在CMOS PPS像素結(jié)構(gòu)發(fā)明的同時，人們很快認識到在像素內(nèi)引入緩沖器或放大器可以改善像素的性能，在CMOS APS中每一像素內(nèi)都有自己的放大器。集成在表面的放大晶體管減少了像素元件的有效表面積，降低了“封裝密度”，使40%～50%的入射光被反射。這種傳感器的另一個問題是，如何使傳感器的多通道放大器之間有較好的匹配，這可以通過降低殘余水平的固定圖形噪聲較好地實現(xiàn)。由于CMOS APS像素內(nèi)的每個放大器僅在此讀出期間被激發(fā)，所以CMOS APS的功耗比CCD圖像傳感器的還小。
這填充因數(shù)(Fill Factor)，又叫充滿因數(shù)，它指像素上的光電二極管相對于像素表面的大小。量子效率(Quantun efficiency)是指一個像素被光子撞擊后實際和理論最大值電子數(shù)的歸一化值.被動式像素結(jié)構(gòu)的電荷填充因數(shù)通?？蛇_到70%，因此量子效率高。但光電二極管積累的電荷通常很小，很易受到雜波干擾。再說像素內(nèi)部又沒有信號放大器，只依賴垂直總線終端放大器，因而讀出的信號雜波很大，其S/N比低，更因不同位置的像素雜波大小不一樣(固定圖形噪波FPN)而影響整個圖像的質(zhì)量。而主動性像素結(jié)構(gòu)與被動式相比，它在每個像素處增加了一個放大器，可以將光電二極管積累的電荷轉(zhuǎn)換成電壓進行放大，大大提高了S/N比，從而提高了傳輸過程中抗干擾的能力。但由于放大器占據(jù)了過多的像素面積，因而它的填充因數(shù)相對較低，一般在25%-35%之間。

1、市面上的消費級數(shù)碼相機一般來說，有六個常見的尺寸。如2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.3英寸、1/2.5英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸。對于CCD/CMOS來說，尺寸越大，感光面積越大，成像效果越好。
2、如果在增加CCD/CMOS像素的同時想維持現(xiàn)有的圖像質(zhì)量，那就就必須在至少維持單個像素面積不減小的基礎(chǔ)上增大CCD/CMOS的總面積。而對于大尺寸CCD/CMOS加工制造比較困難，同時，成本也非常高。因此，CCD/CMOS尺寸較大的數(shù)碼相機，價格也較高。感光器件的大小直接影響數(shù)碼相機的體積重量。超薄、超輕的數(shù)碼相機一般CCD/CMOS尺寸也小，而越專業(yè)的數(shù)碼相機，CCD/CMOS尺寸也越大。
3、CCD上感光組件的表面具有儲存電荷的能力，一般是以矩陣的方式排列。當其表面感受到光線時，會將電荷反應在組件上，整個CCD上的所有感光組件所產(chǎn)生的信號，就構(gòu)成了一個完整的畫面。