किसी सेंसर की क्वांटम दक्षता (QE) सेंसर से टकराने वाले फोटॉनों की संभावना को % में दर्शाती है। उच्च QE से कैमरा अधिक संवेदनशील बनता है, जो कम रोशनी में भी काम कर सकता है। QE तरंगदैर्घ्य पर भी निर्भर करता है, जहाँ QE को एकल संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है जो आमतौर पर शिखर मान को दर्शाता है।
जब फोटॉन कैमरे के पिक्सेल से टकराते हैं, तो अधिकांश फोटॉन प्रकाश-संवेदी क्षेत्र में पहुँच जाते हैं और सिलिकॉन सेंसर में एक इलेक्ट्रॉन मुक्त होने के माध्यम से उनका पता लगाया जा सकता है। हालाँकि, कुछ फोटॉन का पता लगने से पहले ही कैमरा सेंसर की सामग्री द्वारा अवशोषित, परावर्तित या प्रकीर्णित हो जाते हैं। फोटॉन और कैमरा सेंसर की सामग्री के बीच की परस्पर क्रिया फोटॉन तरंगदैर्ध्य पर निर्भर करती है, इसलिए पता लगने की संभावना तरंगदैर्ध्य पर निर्भर करती है। यह निर्भरता कैमरे के क्वांटम दक्षता वक्र में दिखाई देती है।

क्वांटम दक्षता वक्र का उदाहरण। लाल: पीछे की ओर प्रकाशित CMOS। नीला: उन्नत सामने की ओर प्रकाशित CMOS
विभिन्न कैमरा सेंसरों में उनके डिजाइन और सामग्रियों के आधार पर बहुत अलग-अलग QE हो सकते हैं। QE पर सबसे बड़ा प्रभाव यह है कि कैमरे का सेंसर पीछे या सामने की तरफ प्रकाशित है या नहीं। सामने की तरफ प्रकाशित कैमरों में, विषय से आने वाले फोटॉनों को पता लगाए जाने से पहले तारों के ग्रिड से गुजरना पड़ता है। मूल रूप से, ये कैमरे लगभग 30-40% की क्वांटम दक्षता तक सीमित थे। प्रकाश को तारों से परे प्रकाश-संवेदनशील सिलिकॉन में केंद्रित करने के लिए माइक्रोलेंस का उपयोग करने से यह लगभग 70% तक बढ़ गया। आधुनिक फ्रंट-इलुमिनेटेड कैमरे लगभग 84% की पीक QE तक पहुंच सकते हैं। बैक-इलुमिनेटेड कैमरे इस सेंसर डिज़ाइन को उलट देते हैं, जिसमें फोटॉन सीधे तारों से गुजरे बिना सिलिकॉन की एक पतली प्रकाश-पहचान परत से टकराते हैं
क्वांटम दक्षता आपके इमेजिंग अनुप्रयोग में हमेशा एक महत्वपूर्ण विशेषता नहीं होगी। उच्च प्रकाश स्तर वाले अनुप्रयोगों के लिए, बढ़ी हुई क्वांटम दक्षता और संवेदनशीलता बहुत कम लाभ प्रदान करती है। हालाँकि, कम प्रकाश इमेजिंग में, उच्च क्वांटम दक्षता बेहतर सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात और छवि गुणवत्ता, या तेज़ इमेजिंग के लिए कम एक्सपोज़र समय प्रदान कर सकती है। लेकिन उच्च क्वांटम दक्षता के लाभों को बैक-इल्युमिनेटेड सेंसर की कीमत में 30-40% की वृद्धि के साथ भी तौला जाना चाहिए।