Eine Technologie, die auf einemhinterbeleuchteten CCD-Sensor in Frame-Transfer-Anordnung basiert und um ein sogenanntes Multiplikationsregister erweitert wurde – im Gegensatz zu einem klassischen CCD verfügt ein EMCCD über einen sogenannten „Ladungsvorverstärker“. Bei diesem Detektortyp erfolgt die Elektronenvervielfachung direkt auf dem Chip hinter dem Serieregister – dadurch lässt sich das Signal so stark verstärken, dass das Ausleserauschen überwunden und selbst extrem schwache Signale erfasst werden können. Die hohe Quanteneffizienz der EMCCD-Sensoren wird durch die Möglichkeit ergänzt, das Signal-Rausch-Verhältnis durch einen als „Impact Ionization“ (Stoßionisation) bezeichneten Prozess zu erhöhen; in der Erfassungssoftware wird dieser Parameter mit dem Begriff „Gain“ (auf Deutsch: Verstärkung, Ertrag). Das Ergebnis ist die Erfassung winziger Signale im Bereich von einzelnen Photonen.
