Technologie založená na back-illuminated senzoru CCD v uspořádání Frame Transfer obohacená o tzv. Multiplication Register (multiplikační=násobný registr) – oproti klasické CCD obsahuje EMCCD tzv. „nábojový předzesilovač“. U tohoto typu detektoru dochází k elektronové multiplikaci přímo na čipu za sériovým registrem – díky tomu lze zesílit signál do takové míry, že dojde k překonání čtecího šumu a detekci i extrémně slabých signálů. Vysokou kvantovou účinnost EMCCD senzorů doplňuje možnost zvýšení poměru signálu vůči šumu procesem zvaným Impact Ionization (nárazová ionizace), v akvizičním softwaru je tento parametr označován termínem „Gain“ (česky – zisk, výnos). Výsledným efektem je zachycení nepatrných signálů čítajících jednotky fotonů.
