数码相机的自动对焦一般有两种方法，单反相机采用相位对焦，小型DC及一般的微单采用反差对焦，现在的主流微单也有采用两者结合的混合对焦。
1. 相位检测对焦
l 相位对焦原理
对焦就是移动镜片，使拍摄物体聚焦在传感器上，相位对焦就是通过测量相位差，计算出镜片的位移量。计算相位差类似测距原理。如下图示，一障板有两小孔，要从障板下看到A点的物体，只能是在A与小孔的直线上，即A1与A2。如果物体从A移动到B，于是观测点也移动到B1与B2。也可以说A1与A2是物体在A的像，B1与B2是物体在B点的像。假定A点是镜头合焦的位置，而当前镜头位置在B，于是可通过计算B1与A1以及B2与A2的差（即相位差）求出B和A的距离，即镜片的位移量。
下图给出相位对焦原理的示意图。
反光板后面的细线表示当反光板抬起时射向传感器的光线，对焦时光线经分離透镜传到两个AF传感器（两个AF传感器构成一个对焦点）。合焦时两个传感器产生的信号重叠无相位差。当前后移动镜片时，两个传感器的信号有相位差，表示焦点与主传感器偏离，计算出相位差即可將镜片移到合焦点。
相位对焦是一个独立系统，由子反光镜，分离透镜，AF传感器等组成，一般位于相机底部，如下图所示。
l 对焦点的传感器样式
一个对焦点至少要有两个AF传感器以构成相位差。两个传感器以水平或垂直方向一字排开，称为一字型对焦点，横向一字型对焦点对竖线条敏感，而纵向对焦点对横线条敏感。如果当前用的是纵向对焦点，在拍摄类似旗杆的景物时就可能出现无法对焦的情况，于是就产生十字型对焦点。就是在一个对焦点上既有横的也有纵的共四个AF传感器。因此该对焦点上的景物就不受限制了。早期的单反相机不仅对焦点很少而且只有中央的对焦点是十字型，其余都是或横或纵的一字型，随着技术进步和工艺的改进，当今主流单反的对焦点已达50以上，有近一半或更多为十字型。还有双十字，米字等新型对焦点。
相位对焦与光的强度有关，过弱的光线信号太小导致无法检测，一般都要求镜头最大光圈必需在f5.6以上。更大的光圈可获得更高灵敏度。下图所示F2.8光圈测得的相位差就比F5.6的大。
所以有些相机就有针对不同光圈的对焦点，如佳能的双十字型对焦点就是在原来的十字外再增加四个传感器如下图所示，由于这些传感器位于外围，只有f2.8光圈时才能接受到光线，也就是该对焦点对于f2.8镜头可获得更高灵敏度。
下图给出佳能及尼康两款相机的对焦点，图中已有详细说明，不再解释。
2. 反差检测对焦
反差对焦用于小型DC以及早期的微单中，其原理是检测传感器图像的对比度。移动镜片找出图像的最大对比度，此时镜片的位置就是镜头合焦的位置。开始移动镜片时图像逐渐清晰，对比度上升，到达合焦点时对比度达最高值，但相机並不知道，继续移动，发现对比度下降，于是再退回到对比度最高的位置，完成合焦。因此反差对焦是逐步逼近並有反复的过程，速度较慢。其速度和精度取决于传感器的质量，图像处理器的速度以及对比度算法。下图給出反差对焦过程的示意图。
3. 相位对焦与反差对焦比较
相位对焦可根据相位差计算出镜片合焦的位置，移动镜片可一步到位，速度较快。反差对焦是逐步逼近的过程，有时还会多次反复，出现拉风箱现象，速度较慢，不适合拍摄诸如体育赛事等高速场景。
相位对焦是一套独立的系统，由第二反光镜、分离透镜、AF传感器等专门的硬件组成，结构复杂，不仅占有空间，增加体积和重量也提高了成本。反差对焦利用原有的主传感器和图像处理器，不需要增加硬件，结构緊凑，成本降低。
4. 混合对焦
将相位对焦与反差对焦两者相结合便是混合对焦。2012年富士公司首先在F305EXR上采用混合对焦系统。该机在成像传感器中嵌入用于相位检测的像素对，並在两个像素上方安置背靠背的板，使两像素接受不同方向的光以检测其相位差（如下图所示）。
由于成像传感器内空间很小，相位检测不可能很准确，还需由反差对焦最后搞定，因此其速度介于反差与相位对焦之间，如下图所示。
此后不久索尼、尼康和佳能等公司相继推出自己的专利，在成像传感器中植入相位检测像素，原理基本都类似但方法各不相同，效果也有差异。如索尼A6000的对焦系统据称最快可达0.06秒，完全可与相位对焦相媲美。佳能的全像素双核CMOS自动对焦系统在每个像素上配置两个独立的光电二极管，将像素的成像与相位检测功能合二为一，使像素既能成像又能做相位检测，解决了因植入相位检像素而使成像像素减少的问题。如下图所示。
科技进步日新月异，新的成果不断涌现，数码相机的自动对焦领域还有很大的发展空间。
5. AF模式与区域模式
单反相机都有AF模式及区域模式设置，尽管不同相机名称可能不同但功能基本上是一样的。下面就以尼康为例作一介绍。
l AF模式 即自动对焦模式一般单反相机都有三种
1、AF-S 单次伺服 就是伺服一次，用于拍摄静止的景物，
每半按一次快门就完成並锁定一次对焦，
2、AF-C 连续伺服 就是连续对焦，用于拍摄移动的物体。
完成对焦后若被摄物体移动，相机会跟踪並连续对它进行对
焦。如何跟踪与区域模式有关。
3、AF-A 自动伺服 就是自动选择连续还是单次。半按快门时
会根据拍摄对象是静止还是移动会自动选择AF-S还是AF-C。
l 区域模式 指对焦点的范围，不同相机有不同划分。尼康相机一般有四种：
1、单点模式 就是一个选定的对焦点。
2、动态区域 包含选定对焦点周边的区域，一般都可选择区
域的大小。
3、3D跟踪 可在全部对焦点范围内跟踪。
4、自动区域 由相机自动选择对焦点。
l AF模式与区域模式的配合
两种模式是结合使用的，不能孤立的只看到一个。
AF-S与单点模式 对焦锁定在所选的对焦点上。
AF-S与自动区域模式 同上，只是对焦点由相机选择
AF-S与动态区域及3D跟踪不能结合，因为没有意义。
AF-C与单点模式 当被摄物体在选定的对焦点内移动时（如被摄物体朝相机方向走来，或相机跟着物体移动）可以连续对物体对焦，保证物体清晰。但当物体移出对焦点时就无法继续对焦。
AF-C与动态区域模式 当被摄物体在对焦点内移动时，可以连续对物体对焦。当被摄物体移出选定的对焦点，但还处于动态范围內时仍能保持清晰。在动态区域模式中对焦点並不攺变，相机是根据周围对焦点的信息进行对焦的。
AF-C与3D跟踪模式 当被摄物体移出对焦点时，相机会根据物体位置重新选一个对焦点继续对焦，使被摄物体始终保持清晰。AF-C与自动区域模式 与单点模式类似，只是对焦点由相机自动选择。
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