Intenzifikovaný (zesílený) CCD čip se skládá ze dvou částí – z chlazeného CCD čipu s nízkošumovou elektronikou (malá opakovací frekvence 50 – 500 kHz), před kterým je umístěno fosforescenční stínítko a z intenzifikátoru obrazu, což je speciální násobič intenzity dopadajícího světla, který funguje na principu běžného dynodového fotonásobiče, ale v miniaturních rozměrech.
Čip si lze představit jako fotokatodu, na kterou dopadá světelné záření a vyráží z ní elektrony, které jsou dále urychleny elektrickým polem a vstupují na mikrokanálový fotonásobič (MCP = Micro Channel Photomultiplier), na který je přiváděno pevné napětí způsobující zesílení ICCD a kde dochází k namnožení elektronů (multiplikaci) a k jejich opětovnému urychlení dalším elektrickým polem na fosforescenční stínítko. Shluk elektronů dopadající na fosforescenční stínítko generuje optický záblesk, který je snímám nízkošumovým CCD čipem spojeným se stínítkem pomocí vláknové optiky – v čipu je světlo přeměňováno na elektrický náboj, který je poté analogově-digitálním převodníkem převeden na obrazová data.
Intenzifikovaná CCD kamera umožňuje snímání obrazu při velmi nízké hladině osvětlení v širokém světelném spektru a při poměrně vysokých rychlostech. Díky zesilovači obrazu lze zvýšit citlivost na úroveň jednotlivých fotonů, které pak lze díky tomu detekovat. Kromě vysoké citlivosti patří mezi výhody ICCD čipů také možnost rychlého spínaní napětí na fotokatodě (tzv. gating) plnícího funkci elektronické závěrky. Použitím vhodného krátkého napěťového impulzu lze zesilovač efektivně zapnout a vypnout v intervalech pod nanosekundu. Kvantová účinnost (QE) ICCD závisí na typu použité fotokatody – hodnota QE se snižuje v procesu zesílení, při přenosu optickými vlákny a účinností CCD čipu.
Ve spojení se spektrografem dovede ICCD změřit i spektrum detekovaného záření. Využívá se proto při spektroskopických měřeních vyžadujících vysoké časové rozlišení (nanosekundy), např. při výzkumu polovodičů, vývoji laserů, optické komunikaci aj.
