機器視覺系統就是指用計算機來實現人的視覺功能，也就是用計算機來實現對客觀的三維世界的識別。所謂三維理解是指對被觀察對象的形狀、尺寸、離開觀察點的距離、質地和運動特征（方向和速度）等的理解。

機器人視覺系統的輸入裝置可以是攝像機、轉鼓等，它們都把三維的影像作為輸入源，即輸入計算機的就是三維管觀世界的二維投影。如果把三維客觀世界到二維投影像看作是一種正變換的話，則機器視覺系統所要做的是從這種二維投影圖像到三維客觀世界的逆變換，也就是根據這種二維投影圖像去重建三維的客觀世界。

機器視覺系統主要由三部分組成：圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出或顯示。

將近80%的工業視覺系統主要用在檢測方面，包括用于提高生產效率、控制生產過程中的產品質量、采集產品數據等。產品的分類和選擇也集成于檢測功能中。下面通過一個用于生產線上的單攝像機視覺系統，說明系統的組成及功能。

視覺系統檢測生產線上的產品，決定產品是否符合質量要求，并根據結果，產生相應的信號輸入上位機。圖像獲取設備包括光源、攝像機等；圖像處理設備包括相應的軟件和硬件系統；輸出設備是與制造過程相連的有關系統，包括過程控制器和報警裝置等。數據傳輸到計算機，進行分析和產品控制，若發現不合格品，則報警器告警，并將其排除出生產線。機器視覺的結果是CAQ系統的質量信息來源，也可以和CIMS其它系統集成。