thumb|Onderwatercamerahuis Canon WP-DC600 for IXUS v2 thumb|Onderwatercamerahuis Ikelite voor de Nikon D80 DSLR, met domelens thumb|Macro-opname thumb|Groothoekopname. Voorbeeld van het sneeuweffect thumb|Noorse duikpionier Odd Henrik Johnsen met Rolleimarin onderwatercamera (1960's) thumb|Opname met fisheye-objectief; de horizon heeft hier een ronde vorm thumb|Voorbeeld van een split-imageopname thumb|Voorbeeld van overbelichte zon ('zonnebal') in de opname thumb|Kunstzinnige onderwateropname met model Onderwaterfotografie is een vorm van fotografie onder water tijdens duiken, snorkelen en zwemmen. Deze vorm van fotografie stelt bijzondere eisen, zowel aan de techniek van de duiker, als aan die van de apparatuur. Veel duikers maken onderwaterfoto's van koraal en vissen in een duikgebied met een speciale onderwatercamera in een zee of oceaan. Bij de meeste modellen is dit een gewone fotocamera die voorzien is van een soort beschermhuis, ook wel onderwaterhuis genoemd. Ook zijn er moderne action-camera's, zoals de modellen van GoPro, die onder vrijwel elke omstandigheden werken, dus ook onder water.
Fotocamera Er bestaan twee typen digitale camera's die voor de onderwaterfotografie worden gebruikt. Dit zijn de goedkopere digitale compactcamera's en de duurdere digitale spiegelreflexcamera's. De spiegelreflexfotocamera's bieden de mogelijkheid op het camerahuis zelf verschillende objectieven (of lenzen) te plaatsen. De kwaliteit van het objectief moet daarbij aan hoge eisen voldoen. Bij de traditionele analoge fotocamera's had de spiegelreflexcamera het grote voordeel dat men scherp kon stellen op het instelmatglas. Vooral het middenformaat 6 × 6 was bij de meer professionele onderwaterfotografen zeer in trek. Het onderwaterhuis moest in dat geval natuurlijk ook uitgerust zijn met een zoekersysteem dat toestond het matglas goed waar te nemen. Ook de moderne digitale camera's zijn nu verkrijgbaar met het spiegelreflexsysteem (DSLR geheten). Deze camera's maken niet meer gebruik van een film, maar van een sensor (CMOS of CCD). Met deze camera's kan men ook onderwater automatisch scherpstellen en belichten. De digitale camera is momenteel alleen nog te verkrijgen in het kleinbeeldformaat. Tegenwoordig zijn er ook lichtere digitale systeemcamera's zonder prisma en spiegel beschikbaar, waarbij er voorzetlenzen kunnen worden gebruikt, mogelijk met een MFT systeem. De technische beeldkwaliteit van een digitale camera wordt globaal bepaald door drie factoren: de grootte van de sensor of chip, de resolutie uitgedrukt in megapixels, en het dynamisch bereik.
Van analoog naar digitaal Door de grote moeilijkheidsgraad van de onderwaterfotografie mislukken, zeker in vergelijking met opnamen boven water, relatief veel foto's. In de jaren 90 heeft zich echter in de onderwaterfotografie een omwenteling voltrokken, die inhield dat men van het analoge (film) formaat overstapte naar het digitale formaat. De digitale fotografie schept de gunstige mogelijkheid om van onderwaterobjecten binnen het korte tijdbestek van de duik veel meer opnamen te maken dan met de analoge techniek mogelijk was. Deze opnamen kunnen al tijdens de duik worden bekeken, zodat de fotograaf een instelling kan veranderen. Zij kunnen echter ook later, dus na de duik, rustig worden geselecteerd en met speciale software (bijvoorbeeld Photoshop) in de digitale doka (digital darkroom) worden bewerkt. Het gebruik van de 'RAW'-optie (dit is de mogelijkheid om ruwe gedigitaliseerde sensordata in de camera op te slaan) biedt daarbij het voordeel dat men later meer speelruimte heeft om eventueel onjuist belichte foto's te corrigeren. Enkele mogelijkheden om de kwaliteit van onderwaterfoto's achteraf te verbeteren zijn croppen en de HDR techniek. Croppen (=een uitsnede maken) kan bijvoorbeeld gebruikt worden om bij macro-opnamen een verscherpt beeld met nog meer détails te krijgen van een klein object. HDR slaat op High Dynamic Range. Met de HDR techniek maakt men onder water van een statisch object (zoals het interieur van een scheepswrak) meerdere foto's. Dit zijn meestal opnamen met verschillende belichting die snel achter elkaar via bracketing worden genomen. In de HDR-afbeelding worden dan achteraf de heldere en donkere partijen van de afzonderlijke beelden gecombineerd tot een beeld met een meer gelijkmatige belichting.
Sensorformaat: fullframe- versus gecropte sensor Een digitale camera met een fullframesensor heeft een beeldformaat dat gelijk is aan het formaat van het negatief van een kleinbeeldcamera (formaat sensor: 36 bij 24 mm). Bij een camera met een gecropte sensor is het formaat een fractie kleiner, afhankelijk van het type camera. Met spreekt ook wel van de crop-factor. Een crop-factor van bijvoorbeeld 1.5 (formaat sensor: 15,6 bij 23,7 mm) geeft op een camera met een 24mm-lens een beeldhoek met een diagonaal van 62°. Op een camera met een fullframesensor (35 mm) uitgerust met dezelfde lens zou dit 84° bedragen. Men kan ook stellen dat het effect van de kleinere uitsnede of crop-factor vergelijkbaar is met een lens met een langere brandpuntafstand: de opname is uitvergroot. Camera's met een gecropte sensor hebben doorgaans ook lenzen die specifiek voor deze camera zijn gemaakt, zoals het Nikon DX-formaat van de Nikon camera's. Welke camera het meest geschikt is voor de onderwaterfotografie staat nog ter discussie. De fullframecamera is zwaarder en duurder maar geeft een grotere scherpte (c.q. minder ruis) van de opnamen onder omstandigheden met weinig licht, waarbij een hoger ISO-getal wordt gekozen. Dit heeft niet alleen met het aantal, maar ook met de grootte van de pixels in de sensor te maken. De gecropte sensor biedt daarentegen weer voordelen bij macro-opnamen door zijn grotere scherptediepte. Een lens die ontworpen is voor een gecropte sensor (zoals het genoemde Nikon DX-objectief) kan ook gebruikt worden op een fullframecamera (zoals bij het Nikon FX-formaat), maar dit gaat ten koste van het aantal megapixels, doordat alleen het centrum van het beeld wordt gebruikt.
Onderwaterhuizen Er zijn veel goede onderwaterhuizen op de markt. Het onderwaterhuis bevat allerlei waterdichte doorvoeringen, die het mogelijk maken de diverse knopjes en hendels van de camera van buitenaf goed te bedienen. De afdichting gebeurt meestal met O-ringen. Een recente ontwikkeling is het gebruik van een vacuümpomp om een kleine onderdruk in het onderwaterhuis tot stand te brengen, als controle vooraf op de waterdichtheid. De goedkopere onderwaterhuizen zijn meestal van doorzichtig perspex gemaakt. Deze constructie is minder robuust, doch laat toe het onderwaterhuis direct op lekkage te controleren. De duurdere huizen voor professioneel en semi-professioneel gebruik zijn meestal van aluminium of speciale kunststof vervaardigd. Ook zijn er tegenwoordig goedkope onderwaterhuizen voor de kleine compacte digitale camera's te verkrijgen (zie rechts boven). Bij deze goedkopere modellen is het echter niet altijd mogelijk een externe flitser aan te sluiten. Ook is het niet mogelijk op de camera een los objectief te plaatsen, zoals bij de DSLR camera gebruikelijk is. Wél is het bij sommige moderne compactcamera's die gebruikmaken van het MFT systeem mogelijk een voorzetlens (bijvoorbeeld een groothoeklens) aan de buitenzijde op het onderwaterhuis te plaatsen.
Belichting Moderne camera's beschikken over verschillend controleniveaus voor sluitertijd en diafragma. In de P stand stelt de camera zelf automatisch de waarden. Deze stand blijkt doorgaans bij onderwateropnamen niet goed te voldoen. In de S en A stand kiest de gebruiker zelf de sluitertijd of het diafragma, en selecteert de camera respectievelijk het diafragma en de sluitertijd. In de M stand worden beide waarden zelf handmatig ingesteld. Stand S wordt bijvoorbeeld onderwater gekozen bij bewegende objecten waarbij een snelle sluitertijd van belang is. Stand A als juist de scherptediepte van belang is zoals bij macro-opnamen. Stand M geeft de meeste vrijheid om sluitertijd en diafragma te controleren. Keuze van een hogere ISO-waarde is een derde manier om de lichtopbrengst te vergroten; bijvoorbeeld bij onderwateropnamen waarbij zowel een korte sluitertijd als een klein diafragma gewenst is. De sensor van een moderne camera staat namelijk ook hogere ISO-waarden (>400) toe, zonder veel last van ruis. Ten slotte verandert onder water de hoeveelheid licht sterk met de opnamerichting. Bij een naar boven gerichte opname is er meer licht en zal dus een kleiner diafragma moeten worden gekozen dan bij een horizontale opname.
Problemen van onderwaterfotografie Bij een onderwatercamera treedt lichtbreking op bij het frontglas; de vlakke glasplaat die het onderwaterhuis scheidt van het water. Daardoor gedraagt een standaardobjectief zich als een zwak tele-objectief, en lijken de voorwerpen groter dan zij zijn. Andere optische problemen die vooral kunnen optreden bij een camera een groothoekobjectief zijn kleurschifting en vertekening. De grootste handicap van de onderwaterfotograaf is echter de geringe lichtintensiteit onder water. Deze is het gevolg van lichtverstrooiing, en het verschijnsel van selectieve absorptie. Het eerste verschijnsel houdt in dat het licht op groter dieptes meer diffuus is. Selectieve absorptie of kleurverschuiving betekent dat het water als een filter fungeert. Hierdoor worden de 'warmere' kleuren (rood, oranje en geel) op groter dieptes snel door het water geabsorbeerd. In feite geldt hier het principe van de totale lichtweg: de som van de verticale en horizontale afstand in het water. Voor een duiker op 10 meter diepte en 10 meter afstand van zijn object is de lichtweg dus 20 meter De algemene regel in de onderwaterfotografie is daarom ook om de opname-afstand zo klein mogelijk te houden. Een tweede vuistregel is om zo veel mogelijk de camera naar het wateroppervlak te richten, omdat dit een rijker contrast en grotere dieptewerking geeft. En ander probleem heeft te maken met de grote beweeglijkheid van vissen en die van de duiker zelf. Door al deze factoren zijn onderwateropnamen vaak onscherp, slecht belicht of blauwachtig van kleur. Met flitslicht kan de kleurenpracht van de onderwaterwereld voor een deel weer worden hersteld. Ook wordt wel gebruikgemaakt van kleurcompensatiefilters. Filters blijken vooral goed te voldoen in situaties dicht onder het wateroppervlak; dus waar voldoende natuurlijk licht aanwezig is.
Technieken Er bestaan, globaal gezien, twee technieken voor het maken van onderwateropnamen, de macrofotografie en de groothoekfotografie. Macrofotografie