Citlivosť ľudského oka na svetlo je obrovská, avšak táto citlivosť nedostačuje na to, aby smev noci rozpoznali len veľmi slabo osvetlené predmety. Princíp činnosti noktovíznych prístrojov je založený na zosilnení svetelného toku, ktorý vstupujedo pozorovacieho prístroja.

Zosilujúci prvok môže mať viacero podôb.V súčasnej dobe je najrozšírenejší mikrokanálový zosilovač označovaný MCP (ang. microchannel plates ). Objekív zobrazí pozorovaný objekt na fotokatódu. Fotóny, ktoré dopadnú na fotokatódu uvoľnia elektróny, ktoré prechádzajú jednotlivými kanálikmi MCP, v ktorých sa ich počet zmnohonásobí. Veľkémnožstvo elektrónov z každého kanáliku dopadá na obrazovku, zpôsobí fosforescenciu, fosforescujúce svetlo je vďaka veľkému množstvu elektrónov podstatne intenzívnejšie než bolo to, ktoré dopadlo na fotokatódu.

Na fotokatóde tak môžme pozorovať obraz predmetu. Pri tomto postupe smestratili informáciu o farbe fotónov. Fotokatóda je obvykle citlivá na fotónyv pásme vlnových dĺžok 400 nm až 900 nm, ktoré tu vybudí vždy rovnaký elektrón, ktorý ďalej putuje kanálikom, kde nárazmi na jeho steny v silnomelektorckom poli vybudzuje dalšie elektróny. Na konci kanálika je už veľkémnožstvo elektrónov, ktoré dopadá na určité miesto fosforeskujúcej obrazovky. Výsledná fosforescencia má len jednu farbu podľa typu fosforeskujúceho farbiva– obvykle zelenú.

Celkový vzhľad kaláliku odpovedá jednoduchému valčeku. Niekedy sa uvádza, že noktovízia zosiluje infračervené svetlo. Toto tvrdenie ale nesprávne sužuje podstatu zosilovačaobrazu. Obvykle používané kanálikové zosilovače zosilujú svetlo z celejviditeľnej oblasti a taktiež z úzkeho pásma blízkej infračervenej oblasti. Noktovíziu vynašiel John Logie Baird, ktorý taktiež vynaliezol mechanickútelevíziu