Фотопленка представляет собой полоску или лист прозрачной пленочной основы, покрытой с одной стороны желатиновой эмульсией, содержащей микроскопически малые светочувствительные кристаллы галогенида серебра. Размеры и другие характеристики кристаллов определяют чувствительность, контрастность и разрешение пленки. Эмульсия будет постепенно темнеть, если оставить ее на свету, но этот процесс слишком медленный и неполный, чтобы иметь какое-либо практическое применение. Вместо этого очень короткая экспозиция изображения, сформированного объективом камеры, используется для получения лишь очень небольшого химического изменения, пропорционального количеству света, поглощаемого каждым кристаллом. Это создает невидимое скрытое изображение в эмульсии, которое можно химически проявить в видимую фотографию. В дополнение к видимому свету все пленки чувствительны к ультрафиолетовому излучению, рентгеновскому излучению, гамма-излучению и высокоэнергетическим частицам. Немодифицированные кристаллы галогенида серебра чувствительны только к синей части видимого спектра, из-за чего некоторые цветные объекты выглядят неестественно. Эта проблема была решена с открытием, что определенные красители, называемые сенсибилизирующими красителями, при адсорбции на кристаллах галогенида серебра заставляют их реагировать и на другие цвета. Были разработаны первые ортохроматические (чувствительные к синему и зеленому) и, наконец, панхроматические (чувствительные ко всем видимым цветам) пленки. Панхроматическая пленка передает все цвета в оттенках серого, приблизительно соответствующих их субъективной яркости. Аналогичными методами можно сделать пленки специального назначения чувствительными к инфракрасной (ИК) области спектра. В черно-белой фотопленке обычно имеется один слой кристаллов галогенида серебра. Когда открытые зерна галогенида серебра проявляются, кристаллы галогенида серебра превращаются в металлическое серебро, которое блокирует свет и выглядит как черная часть негатива пленки. Цветная пленка имеет как минимум три чувствительных слоя, включающих различные комбинации сенсибилизирующих красителей. Обычно слой, чувствительный к синему, находится сверху, за ним следует слой желтого фильтра, чтобы любой оставшийся синий свет не влиял на слои ниже. Далее идет слой, чувствительный к зеленому и синему, и слой, чувствительный к красному и синему, которые записывают зеленое и красное изображения соответственно. Во время проявления экспонированные кристаллы галогенида серебра превращаются в металлическое серебро, как и в случае с черно-белой пленкой. Но в цветной пленке побочные продукты реакции проявления одновременно соединяются с химическими веществами, известными как красители, которые входят либо в саму пленку, либо в раствор проявителя, образуя цветные красители. Поскольку побочные продукты образуются прямо пропорционально количеству воздействия и проявления, образующиеся облака красителя также пропорциональны воздействию и проявлению. После проявления серебро снова превращается в кристаллы галогенида серебра на этапе отбеливания. Его удаляют с пленки в процессе фиксации изображения на пленке раствором тиосульфата аммония или тиосульфата натрия (гипо или фиксаж). Фиксация оставляет после себя только образовавшиеся цветовые красители, которые в совокупности составляют цветное видимое изображение. Более поздние цветные пленки, такие как Kodacolor II, имеют до 12 слоев эмульсии с более чем 20 различными химическими веществами в каждом слое. Фотопленка и кинопленка, как правило, схожи по составу и скорости, но часто отличаются по другим параметрам, таким как размер кадра и длина. Галогенсеребряная фотобумага также похожа на фотопленку.

Ганнибал Уиллистон Гудвин (21 апреля 1822 г. - 31 декабря 1900 г.) запатентовал метод изготовления прозрачной гибкой рулонной пленки из основы из нитроцеллюлозной пленки, которая использовалась в кинетоскопе Томаса Эдисона , первой машине для просмотра кинофильмов.