La prima menzione e scoperta dei principi alla base della macchina fotografica stenopeica, un precursore della camera oscura, appartengono a Mozi (470 a.C. - 390 a.C.), un filosofo cinese e fondatore del Mohismo. Più tardi, Aristotele (384-322 a.C.) capì il principio ottico della macchina fotografica stenopeica. Egli osservò la forma a mezzaluna di un sole parzialmente eclissato proiettato sul terreno attraverso i fori di un setaccio, e gli spazi vuoti tra le foglie di un platano.
La prima camera oscura fu poi costruita da uno scienziato iracheno di nome Abu Ali Al-Hasan Ibn al-Haytham, nato a Bassora (965-1039 d.C.), noto in Occidente come Alhacen o Alhazen, che realizzò esperimenti pratici sull'ottica nel suo Libro di ottica.
Nei suoi vari esperimenti, Ibn Al-Haitham usò il termine "al-Bayt al-Muẓlim" (arabo: البيت المظلم), tradotto in inglese come camera oscura. Nell'esperimento che fece, per stabilire che la luce viaggia nel tempo e con velocità, dice: "Se il buco fosse coperto da una tenda e la tenda fosse tolta, la luce che viaggia dal buco alla parete opposta consumerebbe tempo". Ribadisce la stessa esperienza quando stabilisce che la luce viaggia in linea retta. L'esperimento più rivelatore che introdusse effettivamente la camera oscura fu nei suoi studi sulla forma a mezzaluna dell'immagine del sole durante le eclissi che osservò sulla parete opposta ad un piccolo foro fatto nelle imposte della finestra. Nel suo famoso saggio "Sulla forma dell'eclissi" (Maqālah fī Sura al-Kosūf) (arabo: مقالة في صورةالكسوف) commentò la sua osservazione "L'immagine del sole al momento dell'eclissi, a meno che non sia totale, dimostra che quando la sua luce passa attraverso un foro stretto e rotondo e viene proiettata su un piano opposto al foro assume la forma di una luna-sickle".
Nel suo esperimento della luce solare estese la sua osservazione della penetrazione della luce attraverso il foro stenopeico per concludere che quando la luce del sole raggiunge e penetra il foro fa una forma conica nei punti che si incontrano al foro stenopeico, formando in seguito un'altra forma conica inversa alla prima sulla parete opposta nella stanza buia. Questo accade quando la luce del sole diverge dal punto "ﺍ" fino a raggiungere un'apertura "ﺏﺤ" e viene proiettata attraverso di essa su uno schermo nel punto luminoso "ﺩﻫ". Poiché la distanza tra l'apertura e lo schermo è insignificante in confronto alla distanza tra l'apertura e il sole, la divergenza della luce solare dopo aver attraversato l'apertura dovrebbe essere insignificante. In altre parole, "ﺏﺤ" dovrebbe essere circa uguale a "ﺩﻫ". Tuttavia, si osserva che è molto più grande "ﻙﻁ" quando i percorsi dei raggi che formano le estremità di "ﻙﻁ" sono ripercorsi nella direzione inversa, si trova che si incontrano in un punto fuori dall'apertura e poi divergono di nuovo verso il sole come illustrato nella figura 1. Questa fu davvero la prima descrizione accurata del fenomeno della Camera Obscura.
In termini di telecamera, la luce converge nella stanza attraverso il foro trasmettendo con essa l'oggetto (o gli oggetti) di fronte. L'oggetto apparirà a colori ma capovolto sullo schermo/parete di proiezione di fronte al foro all'interno della camera oscura. La spiegazione è che la luce viaggia in linea retta e quando alcuni dei raggi riflessi da un soggetto luminoso passano attraverso il piccolo foro nel materiale sottile non si disperdono ma si incrociano e si riformano come un'immagine capovolta su una superficie bianca piatta tenuta parallela al foro. Ib Al-Haitham ha stabilito che più piccolo è il foro, più chiara è l'immagine.
Anche se sia la camera stenopeica che la camera oscura sono accreditate a Ibn al-Haytham, la camera oscura fu descritta per la prima volta da Aristotele, che fu il primo a descrivere come si forma un'immagine sull'occhio, usando la camera oscura come analogia. Alhazen afferma (nella traduzione latina), e riguardo alla camera oscura, "Et nos non inventimus ita", non abbiamo inventato questo.
