La première mention et la découverte des principes de la caméra à sténopé, précurseur de la camera obscura, appartiennent à Mozi (470 av. J.-C. à 390 av. J.-C.), philosophe chinois et fondateur du Mohisme. Plus tard, Aristote (384 à 322 av. J.-C.) a compris le principe optique de la caméra à sténopé. Il a vu la forme en croissant d'un soleil partiellement éclipsé projeté sur le sol à travers les trous d'un tamis, et les espaces entre les feuilles d'un platane.
La première camera obscura a été construite plus tard par un scientifique irakien nommé Abu Ali Al-Hasan Ibn al-Haytham, né à Bassora (965-1039 après J.-C.), connu en Occident sous le nom d'Alhacen ou Alhazen, qui a réalisé des expériences pratiques sur l'optique dans son Livre d'optique.
Dans ses diverses expériences, Ibn Al-Haitham a utilisé le terme "al-Bayt al-Muẓlim"(arabe : البيت المظلم), traduit en anglais par dark room. Dans l'expérience qu'il a entreprise, afin d'établir que la lumière voyage dans le temps et avec la vitesse, il dit : "Si le trou était couvert d'un rideau et que le rideau était enlevé, la lumière voyageant du trou vers le mur opposé consommerait du temps". Il a réitéré la même expérience lorsqu'il a établi que la lumière se déplace en ligne droite. L'expérience la plus révélatrice qui a effectivement introduit la camera obscura a été dans ses études sur la forme en demi-lune de l'image du soleil pendant les éclipses qu'il a observées sur le mur opposé à un petit trou pratiqué dans les volets des fenêtres. Dans son célèbre essai "Sur la forme de l'éclipse" (Maqālah fī Sura al-Kosūf) (arabe : مقالة في صورةالكسوف), il a commenté son observation : "L'image du soleil au moment de l'éclipse, à moins qu'elle ne soit totale, démontre que lorsque sa lumière passe à travers un trou étroit et rond et est projetée sur un plan opposé au trou, elle prend la forme d'une faucille de lune".
Dans son expérience sur la lumière du soleil, il a étendu son observation de la pénétration de la lumière à travers le trou d'épingle pour conclure que lorsque la lumière du soleil atteint et pénètre dans le trou, elle prend une forme conique aux points qui se rencontrent au niveau du trou d'épingle, formant plus tard une autre forme conique inverse de la première sur le mur opposé dans la chambre noire. Cela se produit lorsque la lumière du soleil diverge du point "ﺍ" jusqu'à ce qu'elle atteigne une ouverture "ﺏﺤ" et soit projetée à travers celle-ci sur un écran au point lumineux "ﺩﻫ". Comme la distance entre l'ouverture et l'écran est insignifiante par rapport à la distance entre l'ouverture et le soleil, la divergence de la lumière du soleil après avoir traversé l'ouverture devrait être insignifiante. En d'autres termes, "ﺏﺤ" devrait être à peu près égal à "ﺩﻫ". Cependant, on observe que "ﻙﻁ" est beaucoup plus grand lorsque les trajectoires des rayons qui forment les extrémités de "ﻙﻁ" sont retracées en sens inverse, on constate qu'ils se rencontrent en un point situé à l'extérieur de l'ouverture et qu'ils divergent ensuite à nouveau vers le soleil comme l'illustre la figure 1. Il s'agit en effet de la première description précise du phénomène de la Camera Obscura.
En termes de caméra, la lumière converge dans la pièce par le trou en transmettant avec elle le ou les objets qui lui font face. L'objet apparaîtra en couleur mais à l'envers sur l'écran/mur de projection en face du trou à l'intérieur de la chambre noire. L'explication est que la lumière se déplace en ligne droite et que lorsque certains des rayons réfléchis par un sujet lumineux passent à travers le petit trou dans un matériau mince, ils ne se dispersent pas mais se croisent et se reforment en une image inversée sur une surface blanche plane maintenue parallèle au trou. Ib Al-Haitham a établi que plus le trou est petit, plus l'image est claire.
Bien que la caméra à sténopé et la camera obscura soient toutes deux créditées à Ibn al-Haytham, la camera obscura a été décrite pour la première fois par Aristote, qui a été le premier à décrire comment une image est formée sur l'œil, en utilisant la camera obscura comme analogie. Alhazen déclare (dans la traduction latine), et en ce qui concerne la camera obscura, "Et nos non inventimus ita", nous n'avons pas inventé cela.
