Svi analogni uređaji za noćno osmatranje dijele nekoliko glavnih komponenti koje se sastoje od objektivne leće, dijela za oči, napajanja, fotokatora za povećanje slike i fotomultipliatora. Posljednja dva kombinirana uobičajeno se nazivaju cijevi za pojačavanje slike. 

Intenziviranje slike 
Nesumnjivo je da se prava magija nalazi u cijevi za pojačavanje slike - koja je, vrlo precizno, apsorbirala fotone (svjetlosnu energiju) i oslobađa elektrone (električnu energiju) prije nego što se ponovno pretvori u svjetlost u obliku slike. 

S obzirom na to razumijevanje, zavirimo malo dublje u to kako sve to zapravo djeluje. 

Na prednjoj strani bilo kojeg uređaja za noćno gledanje nalazi se objektivno leće, čiji je zadatak prikupiti svu raspoloživu okolnu i umjetnu infracrvenu energiju prije usmjeravanja u cijev za pojačavanje slike s elektronskim napajanjem. 

Ovi fotoni prolaze kroz fotokatod, koji ih pretvara u elektrone. Ti se elektroni pomiču na mikrokanalnu ploču (MCP) gdje ih ojačava faktor tisuća pomoću električne i kemijske lančane reakcije stvorene prilikom udara na zidove mikro kanala. Ti efektno napunjeni elektroni zatim se zabijaju u zaslon obložen fosforima gdje dostižu pobuđeno stanje, oslobađajući fotone ili vidljivu svjetlost koja se može promatrati kroz komad oka. 

Slika će se pojaviti kao jasno i oštro pojačana rekreacija prizora koji promatrate, ali u kombinaciji zelenila i crnih tonova.

Digitalni uređaji za noćno gledanje rade drugačije od analognih uređaja, tako da se svjetlo koje ulazi u leću objektiva transformira u digitalni signal pomoću senzora slike bilo komplementarnog metal oksidnog poluvodičkog senzora (CMOS), bilo varijante uređaja spojenog nabojem (CCD). To su iste tehnologije koje se koriste u svim digitalnim fotoaparatima.

Digitalna slika se poboljšava nekoliko puta prije nego što postane vidljiva na zaslonu uređaja. Što je veća veličina piksela CMOS ili CCD senzora, to će bolje raditi pri smanjenom svjetlu. SIONYX, na primjer, ima patentiranu tehnologiju koja poboljšava osjetljivost na bliske infracrvene (NIR) valne duljine i stoga pruža bolje performanse pri slabom osvjetljenju. Njegovi CMOS senzori proizvode izuzetno dobre performanse pri slabom osvjetljenju, zahvaljujući kombinaciji svoje patentirane tehnologije i mnogo većeg piksela za prikupljanje ulaznog svjetla. Trenutno je SIONYX-ov najosjetljiviji senzor XQE-1350, koji proizvodi sliku od impresivnih 1.3 mega piksela pri manje od 1 mLux.

Alternativa noćnom vidu je termički uređaj. Umjesto da traži svjetlo da ga poveća, toplinski imalac otkriva infracrveno zračenje pomoću mikroblometara koji mijenjaju otpor na temelju njihove temperature. Ova promjena u otpornosti može se izmjeriti i pretvoriti u vidljivu sliku tisućama mikrobiometrskih piksela. Svi objekti emitiraju neku razinu toplinske infracrvene svjetlosti; topliji je objekt, što više zračenja emitira i više će svjetlost promijeniti otpor svakog bolometra.

Rezolucija obično zaostaje za trenutnim uređajima za noćno osmatranje, no rasponi otkrivanja cilja su obično veći. Pravilo najvažnije je što je rezolucija veća, što je jedinica sposobnija i to više košta. Budući da je razlučivost niža od analognih ili digitalnih uređaja za noćno gledanje, toplinske su snimke teže interpretirati i prepoznati pojedinosti objekta i krajolik. Nadalje, ako su svi predmeti u određenoj sceni iste temperature, između njih je vrlo malo kontrasta.

Na samom dnu tržišta noćnog vida nalaze se igračke koje se reklamiraju kao uređaji za noćni vid neumoljivim. Ove su jedinice obično jeftine i tvrde da dopuštaju korisniku da ga vidi u mraku. Svjetiljka lijepog kvaliteta daleko je učinkovitija u tom zadatku.

U najboljem slučaju ovi uređaji mogu ponuditi slične performanse jeftinim sigurnosnim kamerama u zatvorenom domu opremljenim noćnim načinom rada. Za stvaranje kvazi vidljive slike u uvjetima slabog osvjetljenja potreban je vanjski infracrveni iluminator ili filtrirani izvor svjetlosti. Čak i tada, slika je prepoznatljiva samo na vrlo bliskim udaljenostima, a obično je najučinkovitija u granicama male sobe sa svijetlo obojanim zidovima.

U uvjetima slabog i nikakvog osvjetljenja, čak i uz pomoć umjetnog izvora svjetlosti, ovi uređaji nude iznimno ograničen domet i pate od prekomjerne slike koja prikriva elektronski šum. Sve izvan daljine njegovog iluminatora od poplave bit će neprepoznatljivo.

Iako ovi novčani uređaji koriste digitalni senzor, njih ne treba brkati s visokokvalitetnim, CMOS uređajima za digitalno noćno osmatranje.