CCD，全稱Charge-Coupled Device，即電荷耦合器件，是一種大規模集成電路工藝制作的半導體光電元件，由美國貝爾實驗室的Boyle和Smith發明。它是一種用電荷量表示信號大小，用耦合方式傳輸信號的探測元件，具有自掃描、感受波譜范圍寬、畸變小、體積小、重量輕、系統噪聲低、功耗小、壽命長、可靠性高等一系列優點。

CCD的基本構成單元是MOS電容器，它以電荷為信號，通過對金屬電極施加時鐘脈沖信號，在半導體內部形成儲存載流子的勢阱。當光或電注入時，將代表信號的載流子引入勢阱，再利用時鐘脈沖的規律變化，使電極下的勢阱作相應變化，就可以使代表輸入信號的載流子在半導體表面作定向運動，再通過對電荷的收集、放大，把信號取出。

CCD在光電轉換方面具有較高的靈敏度和穩定性，能夠捕捉到更多的細節和顏色信息，提供高質量的圖像。因此，它被廣泛應用于照相機、攝像機、天文學、醫學影像、工業檢測、安防監控和科學研究等領域。特別是在天文攝影中，CCD相機能夠捕捉到微弱的星光和深空目標的細節，成為天文學家的重要工具。

總的來說，CCD作為一種先進的圖像傳感器技術，在現代科技領域發揮著舉足輕重的作用。