Fue utilizada antiguamente como ayuda para el dibujo. La imagen, proyectada sobre papel u otro soporte, podía servir de pauta para dibujar sobre ella. Posteriormente, cuando se descubrieron los materiales fotosensibles, la cámara oscura se convirtió en cámara fotográfica.

Se cree que la primera cámara oscura fue construida por el matemático, físico y astrónomo árabe Alhacén entre los siglos X-XI.
En el siglo XV, se le da aplicación práctica como instrumento de dibujo. Estas cámaras son salas cerradas con un pequeño orificio practicado en uno de los muros por donde penetran los rayos luminosos. El orificio funciona como una lente convergente y proyecta, en la pared opuesta, la imagen del exterior invertida.
En el siglo XVI, se construyen cámaras portátiles con objetivos de mayor diámetro dotados de lentes, con lo que las imágenes ganaban en definición y luminosidad.
Algunos artistas de los siglos XVI y XVII usaron las cámaras oscuras para ayudarse en la elaboración de sus pinturas.
Estas cámaras estaban muy limitadas por el compromiso necesario de establecer el diámetro de la abertura: lo suficientemente reducido para que la imagen tuviera una definición aceptable y lo suficientemente grande para que el tiempo de exposición no fuera demasiado largo. El uso de lentes o juegos de ellas como objetivo convirtió definitivamente la cámara oscura en cámara fotográfica y desde ese momento fue evolucionando en diferentes épocas.

En la actualidad, las cámaras oscuras son atracciones turísticas consistentes en salas pintadas de negro y la luz, que penetra por un tubo en el techo, se proyecta sobre una pantalla curva horizontal, a modo de mesa. La imagen que se proyecta es muy luminosa y en color y refleja lo que está ocurriendo en el exterior de la torre en ese mismo momento. Un ejemplo de cámara oscura lo tenemos en la Torre Tavira de Cádiz.