击败过拿破仑的英国名将惠灵顿公爵曾说，自己戎马一生都在猜测“山那边发生了什么”。就在他去世7年后的1858年，第一张从空中拍摄的照片诞生了。自此，照相机被带到各种航空器上，从云雾之间指向敌方的领地。这种不冒烟、不喷火的武器只会发出轻微的“咔嚓”声，但事实证明它的作用决不亚于隆隆爆响的重磅炸弹。随着航空和摄影技术的飞速发展，这只“谍眼”变得愈发雪亮，日以继夜地窥探着“山那边”的动静。
“魔匣”初升空
19世纪中叶，将“针孔成像”原理和化学显影方法合二为一的摄影术开始流行，不明就里的人还以为照相机会摄去人的灵魂而避之不及，但那些更有创新精神的探索者已迫不及待要把这种“魔法匣子”升到半空，居高临下拍摄地面景观。起初，摄影师只是把普通的手动相机随身搬到载人气球上，使用的还是玻璃质地的硬式感光底片，每拍一次就要更换一块。而挂在无人气球或风筝下的相机更不能太笨重，还得用上特殊的操控装置。如1906年美国人乔治·劳伦斯发明了供军舰用的小型侦察气球，可悬挂一部半米见方的相机上升到900米高拍摄各个方位的海面。操作人员在甲板上通过长长的导线控制电磁快门曝光，再回收相机查看是否拍到远处有可疑目标，这比放出载人气球更为便捷和安全。1910年，德国蔡司公司的Model 18/1318气球用相机就配备了专门的固定吊架，既能保持相机平衡，又能灵活地调整拍摄角度。
乔治·劳伦斯使用的气球相机。
飞机的出现促进了航空摄影器材的变革，相机的手拨快门改为机械快门、单镜头变成多镜头组合、光圈可多档调节以及增加稳定底座等。为了提高空中拍摄的效率，能自动更换硬式底片的相机很快应运而生，而美国伊斯曼·柯达公司推出的软式胶片更适应在较快的飞行速度下连续拍摄大量照片的需要。1911年，俄国军官V.F.波特设计出第一种半自动胶片型航空专用相机，每个暗盒装有10米长的胶卷，可拍摄50张13×18厘米像幅的照片，除卷片是自动的外，其他操作仍需手动进行。次年蔡司公司也生产出带有握把和瞄准具的手持式照相机，便于飞行员使用。
第一次世界大战中，各国新组建的航空部队担当起侦察对方动向和绘制战场地图的重任。1915年英国飞机开始装备实用型航空相机，柯达公司也为美国海军研制了多种航空相机，3年后推出了第一种全自动航空相机K-1型，快门可在时间间隔控制器作用下按规定时间自动曝光。其他国家也相继采用以电和机械配合工作的同类产品。当时还出现了特殊的“鸽子相机”，即把轻巧的小型相机绑在受过训练的信鸽胸前，让信鸽从低空飞过敌方阵地，由相机内的气动定时器控制快门开启。不过鸽子的飞行路线、拍摄时机和照片质量都难以掌握，因此这种航拍手段并未得到普及。
一战中的航空相机需要由后座观察员手持操作，或固定在机身侧面进行垂直拍摄，在大型飞机上才能装入机舱内。
一战结束后，航空摄影转而在地理勘察和测绘制图等民用领域得到广泛应用。美国人谢尔曼·费尔柴尔德改进了相机结构，把快门设在镜片之间，大幅提高了快门速度和照片清晰度，并成为行业标准。他在1920年成立自己的公司，推出一系列高性能的航空相机，后来还扩展到自行研制专用飞机作为空中摄影平台。到1930年代，费尔柴尔德公司生产出当时世界上最大的长焦距航空相机，带有电加热装置，可在近万米高空的低温环境下进行全自动拍摄。同一时期，蔡司公司开发出多种RMK型自动航空相机，不仅镜头质量高，电机驱动的内部机件运作起来也更为精确。
蔡司RMK自动航空相机
二战的爆发让配备航空相机的飞机再度成为战场上空的急先锋，交战各方在航拍技术上展开新的竞争。德国空军主要使用固定在飞机内部的Rb系列侦察相机，以及乘员携带的HK系列手持相机，也有把小型相机架设在座舱内拍摄前向视野。英国空军在初期采用的是皇家航空研究院设计的F.24型航空相机，后来换成幅面更大的F.52型，内置底片也从250张增加到500张。美国陆海军航空兵大量装备费尔柴尔德的K-17、K-22、F-56等型号的航空相机，配有多种规格的镜头从不同高度进行拍摄，夜间用自动相机可依靠照明弹的光芒触发感光元件来开启快门。美军同时研制了机载快速冲洗设备，在大中型侦察机上不到5分钟就可将一张拍好的底片处理成照片，缩短了情报获取和传递的时间。
美军在二战中使用的各种航空相机，通常配用15到60厘米焦距的镜头，最长可达152厘米。
