EMCCD（電子倍增CCD）是一種高靈敏度的光電探測器，其工作原理基於電子倍增技術。在傳統的CCD中，信號是通過光子轉換成的電子（光電效應）來讀取的，而在EMCCD中，這些電子在轉移過程中通過特定的電極結構產生撞擊離子化效應，從而產生額外的電子，實現信號的倍增或增益。
具體來說，EMCCD的讀出暫存器後接有一串稱為「增益暫存器」的結構，這些增益暫存器的電極結構與轉移暫存器不同，使得信號電荷在這裡得到顯著的增益。每次轉移過程中，增率雖然非常小（大約只有×1.01到×1.015倍），但當這個過程重複數千次時，信號可以實現高達1000倍以上的增益。
此外，EMCCD相機通常還結合了冷卻技術，以降低熱噪聲的影響，進一步提高圖像的靈敏度。這種技術在低照度環境下尤其有效，能夠將微弱的信號放大，從而獲得高靈敏度的圖像。
EMCCD的套用範圍非常廣泛，包括螢光信號檢測、物理研究（如玻色-愛因斯坦凝聚、天文觀測、中子星X射線觀測）、拉曼光譜分析等。在這些領域中，EMCCD能夠提供高幀速率下的低照度回響，以及在極微弱信號下改善信噪比的能力。