Low-Light-Imaging (LLI), also die Bildgebung bei geringer Beleuchtungsstärke, findet unter Bedingungen statt, bei denen der Lichtstromwert unter 1 Lux (Einheit der Beleuchtungsstärke), was in etwa der Beleuchtung der Erdoberfläche bei „Vollmond“ (bei Vollmond) entspricht. Low-Light-Imaging wird häufig im Zusammenhang mit Nachtsichtgeräten oder sogenannten Nachtsichtkameras erwähnt. Die ersten Anwendungen der LLI dienten der Verbesserung der menschlichen Nachtsicht. In den letzten Jahrzehnten wurde die Bildgebung bei geringer Beleuchtungsstärke jedoch in vielen Bereichen der Wissenschaft eingesetzt, wie beispielsweise in der Astronomie, der Fluoreszenz- oder Lumineszenzbildgebung usw.
Ein idealer Detektor für die Low-Light-Bildgebung verfügt über einen hohen numerischen Aperturwert (NA), eine hohe Quanteneffizienz (QE) und die Fähigkeit zur Signalverstärkung, um möglichst viele vom Objekt emittierte Photonen zu erfassen. Dank dieser Eigenschaften und des geringen Ausleserauschens wird ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) gewährleistet. Hohe Anforderungen werden unter anderem auch an die hohe Auflösung, den hohen Dynamikbereich, die hohe Bildwiederholfrequenz und die gute Handhabbarkeit der Kamera gestellt. Diesen Anforderungen entsprechen vor allem zwei Kameratypen, die auf unterschiedlichen Signalverstärkungstechniken basieren. Der erste Typ sind EMCCD-Kameras (Electron Multiplying CCD), die hohe Werte der Quanteneffizienz (bis zu 92 %) bieten; aufgrund der Signalverstärkung direkt auf dem CCD- Chip muss die Kamera jedoch ständig gekühlt werden (um ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis zu erreichen). Der zweite Typ sind ICCD-Kameras (Intensified CCD), bei denen die Signalverstärkung in einem Bildverstärker vor dem CCD-Chip erfolgt. ICCD-Kameras erreichen auch ohne aktive Kühlung hohe Signal-Rausch-Verhältnisse bei geringer Beleuchtungsstärke.