Graflex最早在1909年生产出单反相机。现代的35mm片幅单反相机是在1936年由Exakta提出的。意义重大并且定立了标准的单反相机及厂商包括康泰时（CONTAX）S系列、哈苏（Hasselblad）、宾得（Asahi Pentax）、美能达（Minolta）SRT 101、尼康（Nikon）F系列和美能达Maxxum 7000。
单镜反光相机最主要的优势在于摄影者可以从取景器中直接观察到通过镜头的影像，称之为单轴反射式取景。许多现代的单镜头反光相机都提供了辅助对焦装置，包括测距连动装置和自动对焦功能。为了减少重量，许多现代的单镜头反光照相机用反光镜代替了五棱镜。
单镜反光相机避免了微距摄像中的视差现象。旁轴照相机使用一个额外的反光系统将影像反射到取景器上，这样在取景框上得到的影像与镜头所拍摄的是有差别的。在摄影者与被摄物体距离较远时这种差别并无大碍，但是当进行微距拍摄时，这种差别就非常明显了。
大多数单镜反光相机具有快速更换镜头的能力，使相机的用途更加广泛。同一台照相机可以用于肖像、风景、运动和微距拍摄。一些早期的非单镜头反光相机也具有这项能力。
大多数单镜反光相机使用35mm的胶片，这样的大小为大多数摄影爱好者和一些专业应用平衡了照片质量、尺寸和成本等因素。注重大图输出质量的专业摄影师会使用较大片幅的单镜反光相机。
