Ка́мера-обску́ра (лат. camera obscūra — «тёмная комната») — простейший вид устройства, позволяющего получать оптическое изображение объектов.
Представляет собой светонепроницаемый ящик с отверстием в одной из стенок и экраном (матовым стеклом или тонкой белой бумагой) на противоположной стене. Лучи света, проходя сквозь малое отверстие (диаметр которого зависит от «фокусного расстояния» камеры, приблизительно 0,1—5 мм), создают перевёрнутое изображение на экране.
Ввиду отсутствия в камере-обскуре оптических элементов, прямо воздействующих на свет (за исключением границы отверстия), она подходит для создания изображений в высокоэнергетических областях спектра.
Камера-обскура не может обеспечить высокой резкости изображения. При уменьшении диаметра отверстия резкость повышается только до определённого предела, при слишком сильном уменьшении отверстия начинают сказываться эффекты дифракции света на отверстии и изображение становится менее резким.
Процесс размытия изображения математически является свёрткой. Изображение на экране является двумерной свёрткой фотографируемого объекта с пятном рассеяния точечного источника света (англ. point spread function), форма изображения точечного источника света в случае геометрической оптики совпадает с увеличенной формой отверстия (если пренебречь дифракцией и другими искажениями). Например, если отверстие имеет форму щели, то изображение точечного источника будет представлять собой прямую полосу и изображение сцены окажется линейно размытым; если сделать несколько отверстий, то изображение будет «размноженным» (см. также Кодирующая апертура).
Обскура характеризуется бесконечно большой глубиной резко изображаемого пространства. Говорить о фокусном расстоянии обскуры можно только условно. Под эквивалентным фокусным расстоянием такой камеры обычно понимают расстояние от отверстия до экрана f. Соотношение f/D называется, как и в объективе, Диафрагменным числом. Камера с f = 100 мм и диаметром отверстия D = 0,5 мм имеет диафрагменное число равное f/200. Увеличение отверстия (апертуры) до 1 мм (на две ступени) уменьшает число до f/100 (f/100 > f/200). Длительность выдержки, таким образом, уменьшается до 25 суток.