獲得良好的指紋圖像是一個十分復雜的問題。因為用于測量的指紋僅是相當小的一片表皮，所以指紋采集設備應有足夠好的分辨率以獲得指紋的細節。目前所用的指紋圖像采集設備，基本上基于三種技術基礎：光學技術、半導體硅技術、超聲波技術。借助光學技術采集指紋是歷史最久遠、使用最廣泛的技術。將手指放在光學鏡片上，手指在內置光源照射下，用棱鏡將其投射在電荷耦合器件（CCD）上，進而形成脊線（指紋圖像中具有一定寬度和走向的紋線）呈黑色、谷線（紋線之間的凹陷部分）呈白色的數字化的、可被指紋設備算法處理的多灰度指紋圖象。
光學的指紋采集設備有明顯的優點：它已經過較長時間的應用考驗，一定程度上適應溫度的變異，較為廉價，可達到500DPI的較高分辨率等。缺點是：由于要求足夠長的光程，因此要求足夠大的尺寸，而且過分干燥和過分油膩的手指也將使光學指紋產品的效果變壞。英文：CMOS，20世紀90年代后期，基于半導體硅電容效應的技術趨于成熟。硅傳感器成為電容的一個極板，手指則是另一極板，利用手指紋線的脊和谷相對于平滑的硅傳感器之間的電容差，形成8bit的灰度圖像。
硅技術優點是可以在較小的表面上獲得比光學技術更好的圖像質量，在1cm×1.5cm的表面上獲得200~300倍的分辨率（較小的表面也導致成本的下降和能被集成到更小的設備中）。缺點是易受干擾，可靠性相對差。為克服光學技術設備和硅技術設備的不足，一種新型的超聲波指紋采集設備已經出現。其原理是利用超聲波具有穿透材料的能力，且隨材料的不同產生大小不同的回波（超聲波到達不同材質表面時，被吸收、穿透與反射的程度不同），因此，利用皮膚與空氣對于聲波阻抗的差異，就可以區分指紋脊與谷所在的位置。
超聲波技術所使用的超聲波頻率為1×104Hz~1×109Hz，能量被控制在對人體無損的程度（與醫學診斷的強度相同）。超聲波技術產品能夠達到最好的精度，它對手指和平面的清潔程度要求較低，但其采集時間會明顯地長于前述兩類產品。
