Il diaframma è un dispositivo interno all'obiettivo che regola la quantità di luce che entra nella fotocamera e raggiunge il sensore. E' costituito da un insieme di lamelle che vanno a formare un piccolo foro di ampiezza variabile.

Il diaframma può essere impostato su valori del tipo 4, 5.6, 8, 11, 16: ad ogni valore corrisponde una specifica apertura dell’obiettivo ed il passaggio di una corrispondente quantità di luce. Queste aperture sono definitive come f/stop: parlando di diaframma 4, ad esempio, si abbrevia la frazione f/4 (f diviso 4). Essendo frazioni f/4 è maggiore di f/11, che a sua volta è maggiore di f/22. Pertanto a valori più bassi di f corrispondono aperture di diaframma più ampie (che faranno passare più luce).

Matematicamente il raggio (e anche il diametro) di f/2 è il doppio di f/4, ma lascia passare il quadruplo della luce perché la sua area è quadrupla. Per chi fotografa è importante ricordare che partendo dal diaframma tutto aperto, ad ogni stop si dimezza la superficie del foro, ossia la quantità di luce che passa. Al contrario se si parte dall'apertura minima verso la più grande, ad ogni stop la quantità di luce raddoppia. 

In gergo chiudere di diaframma indica il passaggio da un valore di diaframma piccolo ad un valore più elevato. Le fotocamere hanno la possibilità di regolare non solo stop interi, ma incrementi e decrementi con passi di 1/2 o 1/3. E’ stata fissata una successione convenzionale di apertura dei diaframmi (in grassetto i valori interi di stop):
f/1.4 - f/1.6 - f/1.8
f/2 - f/2.2 - f/2.5
f/2.8 - f/3.2 - f/3.5
f/4 - f/4.5 - f/5 
f/5.6 - f/6.3 - f/7.1
f/8 - f/9 - f/10
f/11 - f/13 - f/14
f/16 - f/18 - f/20 - f/22

Le diverse aperture del diaframma esprimono il rapporto focale, cioè il rapporto tra la lunghezza focale dell'obiettivo e il diametro dell'apertura del diaframma. Ad esempio, con un obiettivo di 100 mm, un diaframma impostato a f/2 corrisponde ad una apertura di 50mm, mentre un diaframma impostato a f/4 corrisponde ad una apertura di 25mm.

Ma quanto varia effettivamente la luce in ingresso in funzione del numero di stop? Lo vediamo subito, i calcoli sono abbastanza semplici. Il diaframma e' formato da una serie di lame che si aprono o si chiudono a seconda del numero di stop che impostiamo; ogni produttore costruisce il diaframma in maniera diversa, modificando principalmente il numero di lamelle. Prendiamo ad esempio diaframma a 7 lame e la sua forma pertanto sarà ettagonale, ma possiamo approssimarla tranquillamente ad un cerchio, dato che i risultati finali varieranno davvero di pochissimo.

Sappiamo che l'area di un cerchio e' pari a πr²
E dalle equazioni dell'ottica sappiamo che: f/stop → N = f / D
Ovvero: il numero di stop (N) e' uguale alla lunghezza focale (f) diviso il diametro del diaframma (D).
Da questa formula possiamo ricaviamo il raggio del diaframma (r): N = f / D → D = f / N → r = f / 2N
Sostituiamo questa espressione a quella dell'area del cerchio ed otteniamo: π(f / 2N)²
Calcoliamo ad esempio su un obiettivo da 50mm l'area del diaframma quando e' rispettivamente a f/2.8, f/4 e f/5.6 e il risultato sarà uguale:
- Area(f/2.8) = π(50/2 x 2.8)² = 250 mm²
- Area(f/4) = π(50/2 x 4)² = 123 mm²
- Area(f/5.6) = π(50/2 x 5.6)² = 63 mm²

Quanta differenza esiste tra un f/4 e un f/2.8? Il primo fa entrare esattamente metà luce rispetto al secondo: per ogni stop l'area del diaframma (e quindi la quantità di luce che lo attraversa) raddoppia.

L'apertura del diaframma è inoltre importantissimo per la regolazione delle zone a fuoco, delle zone nitide, in una fotografia: ossia regola la profondità di campo.