網路攝像機一般由鏡頭、影象感測器、聲音感測器、A/D轉換器、影象、聲音、控制器網路伺服器、外部報警、控制介面等部分組成。
網路攝像機的基本原理是：影象訊號經過鏡頭輸入及聲音訊號經過麥克風輸入後，由影象感測器的聲音感測器轉化為電訊號，A/D轉換器將模擬電訊號轉換為數字電訊號，再經過編碼器按一定的編碼標準進行編碼壓縮，再控制器的控制下，由網路伺服器按一定的網路協議送上區域網或INTERNET，控制器還可以接收報警訊號及向外傳送報警訊號，且按要求發出控制訊號。
1、鏡頭
鏡頭作為網路攝像機的前端部件，有固定光圈、自動光圈、自動變焦、自動變倍等種類，與模擬攝像機相同。
2、影象感測器、聲音感測器
影象感測器有CMOS和CCD兩種模式。CMOS既互補性金氧半導體，CMOS主要是利用矽和鍺這兩種元素所做成的半導體，透過CMOS上帶負電和帶正電的電晶體來實現基本的功能的。這兩個互補效應所產生的電流即可被處理晶片記錄和解讀成影像。CMOS針對CCD最主要的優勢就是非常省電。不像由二級管組成的CCD和CMOS電路幾乎沒有靜態電量消耗。這就使得CMOS的耗電量只有普通CCD的1/3左右，CMOS重要問題是在處理快速變換的影像時，由於電流變換過於頻繁而過熱。暗電流抑制的好就問題不大，如果抑制的不好就十分容易出現雜點。
CCD影象感測器由在單晶矽基片上呈二維排列的光電二級管及其傳輸電路構成。光電二極體把光轉化成電荷，再經轉化電路傳送和輸出。
通常，傳送優良影象質量的裝置都採用CCD影象感測器，而注重功耗和成本的產品則選擇CMOS影象感測器。但新的技術正在克服每種器體固有的弱點，同時保留了適合於特定用途的某些特性。這一部分與模擬攝像機相同。聲音感測器即拾聲器或叫麥克風，與傳統的話筒原理一樣。
3、A/D轉換器
A/D轉換器的功能是將影象和聲音等模擬訊號轉換成數字訊號。
基於CMOS模式的影象感測器模組有直接數字訊號輸出的介面，無須A/D轉換器；而基於CCD模式的影象感測器模組如有直接數字輸出的介面，亦無須A/D轉換器，但由於此模組主要針對模擬攝像機設計，只有模擬輸出介面，故需要進行A/D轉換。
4、影象、聲音編碼器
經A/D轉換後的影象、聲音數字訊號，按一定的格式或標準進行編碼壓縮。編碼壓縮的目的是為了便於實現音/視訊號與多媒體訊號的數字化；便於在計算機系統、網路以及全球資訊網上不失真地傳輸上述訊號。
目前，影象編碼壓縮技術有兩種：一種是硬體編碼壓縮，即將編碼壓縮演算法固化在晶片上；另一種是基於DSP的軟體編碼壓縮，即軟體執行在DSP上進行影象的編碼壓縮。同樣，聲音的壓縮亦可採用硬體編碼壓縮和軟體壓縮，其編碼標準有MP3等格式。目前主流的編碼方案有海思、全志、國科微、聯發科、安霸等。
5、控制器
控制器是網路攝像機的心臟，它肩負著網路攝像機的管理和控制工作。如果是硬體壓縮編碼，控制器是一個獨立部件；如果是軟體編碼壓縮，控制器是執行編碼壓縮軟體的DSP，即二者合而為一。
6、網路伺服器
網路伺服器提供網路攝像機的網路功能，它採用了RTP/RTCP、UDP、HTTP、TCP/IP等相關網路協議，允許使用者從自己的PC機使用標準的瀏覽器根據網路攝像機的IP地址對網路攝像機進行訪問，觀看實時影象，及控制攝像機的鏡頭和雲臺。
7、外部報警、控制介面
網路攝像機為工程應用提供了實用的外部介面，如控制雲臺的485介面，用於報警訊號輸入輸出的I/O口。如紅外探頭髮現有目標出現，發報警訊號給網路攝像機，網路攝像機自動調整鏡頭方向並實時錄影；另一方面，當網路攝像機偵測到有移動目標出現時，亦可向外發出報警訊號。
8、影象的編碼標準
目前，網路攝像機的影象壓縮編碼標準主要有MPEG4、H.263、H.264、M-JPEG等。
MPEG4
所謂MPEG標準就是指由ISO的活動影象專家組制定的一系列關於音影片訊號以及多媒體訊號的壓縮與解壓縮技術的標準。到目前為止，已經制定完成並批准執行的有：1991年批准的MPEG1、MP3;1994年批准的MPEG2;1999年批准的MPEG4和MP4。正在制定的標準有：MPEG7和MEPG21.
H.264
H.264是ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG的聯合影片組開發的一個新的數字影片編碼標準，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG4的第十部分。
在相同的重建影象質量下，H.264能夠比H.263節約50％左右的位元速率，比目前根據MPEG4實現的影片格式在效能方面提高33％左右。
H.265
H.265是ITU-T VCEG繼H.264之後所制定的新的影片編碼標準。H.265標準圍繞著現有的影片編碼標準H.264，保留原來的某些技術，同時對一些相關的技術加以改進。新技術使用先進的技術用以改善碼流、編碼質量、延時和演算法複雜度之間的關係，達到最最佳化設定。