Historiquement, Becquerel ayant stocké des sels d'uranium près d'un film photographique, a constaté que ce film était impressionné.

Les rayonnements ionisants ont donc la propriété d'impressionner les émulsions photographiques qui sont constituées :

• d'une suspension de grains de bromure d'argent cristallisés ;
• d'ions Ag⁺ interstitiels ;
• d'impuretés S- dans de la gélatine.

L'interaction du rayonnement ionisant avec la suspension entraîne la libération d'électrons du brome :     Br^- <==> Br° + e^-
Cet électron est capturé par le soufre :     S^- + e^- <==> S^2-
L'impureté S^2- réduit ensuite l'argent interstitiel en lui cédant un électron :     Ag⁺ + e^- <==> Ag

Il se forme un germe d'argent métallique (2 à 3 atomes par grain) qui est responsable de l'image latente.

A partir du film, on détermine la dose absorbée par l'intermédiaire de la densité optique du film révélé. En effet, il existe une plage dans laquelle la densité optique est proportionnelle à la dose absorbée ;

• pour de faibles doses absorbées, il se forme un voile qui correspond au seuil minimum de sensibilité du film choisi. Ce seuil se situe aux alentours de 0,2 mSv pour des rayonnements de particules b et des rayonnements g.
• pour de fortes doses absorbées, on observe un phénomène de saturation.

Le principal inconvénient du dosimètre photographique est la dépendance de sa plage d'utilisation (la partie linéaire entre " voile " et " saturation ") aux basses énergies (il y a un facteur 50 entre E = 50 keV et E = 1 meV).

Pour chaque situation professionnelle, il est donc nécessaire de disposer de films dosimètres sous des écrans convenablement choisis, afin que la réponse soit indépendante de la gamme d'énergie qui caractérise cette situation.