Oltre all'ingrandimento e all'angolo visivo, l'obiettivo controlla anche la quantità di luce che raggiunge il sensore, e lo fa per mezzo di un meccanismo regolabile chiamato diaframma.

Il diametro dell'apertura del diaframma può essere controllato manualmente con una ghiera sull'esterno dell'obiettivo oppure da un comando sul corpo macchina. Sulla ghiera di regolazione sono riportati i numeri "f" detti f-stop che rappresentano il rapporto tra il diametro dell'apertura e la lunghezza focale dell'obiettivo.

Esempio: Quando l'apertura è impostata a f/4, il diametro del foro è 1/4 della lunghezza focale. Con una focale di 100mm e un diaframma f/4, il diametro del foro è di 25mm.
Nota Bene: Questi dati sono validi per le camere a film 24x36 e per le camere digitali con sensore full frame 24x36. Nelle camere con sensori di dimensioni minori il diametro dell'apertura sarà proporzionalmente minore.

La figura a sinistra mostra i diametri relativi di 8 f-stop (i più comuni), da f/1.4 a f/16. (Molte camere permettono di impostare aperture in frazioni di incrementi come 1/2 o 1/3 di uno stop (per semplicità in figura sono riportati solo gli incrementi interi e non le frazioni).

Poiché i numeri "f" rappresentano non un valore assoluto ma un rapporto, con i numeri alti il diametro del foro diventa più piccolo e la quantità di luce trasmessa diminuisce. Per esempio, f/8 trasmette metà luce di f/5.6, ma il doppio di f/11. Altro esempio: una apertura di f/2 trasmette quattro volte più luce di f/4, perché il suo diametro è il doppio di f/4 e quindi l'apertura ha un'area quattro volte maggiore di f/4.

Trattandosi di un rapporto, in teoria un dato valore "f" trasmette la stessa quantità di luce per qualsiasi lunghezza focale. Per esempio, l'apertura f/8 in un obiettivo da 100mm teoricamente trasmette la stessa quantità di luce di una f/8 in un obiettivo da 1000mm. Naturalmente, f/8 su un 1000mm significa una apertura effettiva di un diametro di 125mm, mentre f/8 su un 100mm significa un diametro di 12.5mm. Questo è uno dei motivi per cui è difficile trovare obiettivi molto lunghi con la massima apertura: un obiettivo da 500mm a f/1.4 dovrebbe avere una apertura con un diametro di 357mm!

Gli obiettivi con una grande apertura massima sono definiti "veloci". Gli obiettivi veloci offrono immagini brillanti nel mirino facilitando la messa a fuoco, permettono l'uso di alte velocità di otturazione anche con poca luce, ma sono anche pesanti e molto costosi. Inoltre alle massime aperture la nitidezza non è più così perfetta. Gli obiettivi veloci sono indicati per le riprese con scarsa illuminazione o per i soggetti in movimento ripresi con focali lunghe. Se il budget non consente di avere il massimo, con un obiettivo di media velocità e una alta sensibilità ISO è anche possibile ottenere velocità di otturazione alte abbastanza per la fotografia sportiva.

Quando un obiettivo è focalizzato ad una certa distanza, teoricamente un punto a quella distanza sarà riprodotto come un punto sul sensore. In pratica però, il punto apparirà sul sensore come un minuscolo cerchio. Punti più vicini o più lontani dalla distanza di fuoco appariranno come cerchi più grandi, chiamati "circoli di confusione". Finché le loro dimensioni rimangono sotto una certa soglia, questi cerchi saranno ancora percepiti dai nostri occhi come punti. Questo fenomeno sta alla base del concetto di profondità di campo.

In termini pratici, si usa il circolo di confusione per stimare la profondità di campo necessaria in determinate condizioni per produrre una immagine perfettamente nitida.

La profondità di campo è l'intervallo di spazio davanti e dietro il punto di fuoco, entro il quale gli oggetti appaiono nitidi nella fotografia. Le grandezze che influenzano la profondità di campo sono: l'apertura del diaframma (piccole aperture aumentano la pdc, grandi aperture la diminuiscono), la distanza dal soggetto (distanze grandi aumentano la pdc), e la lunghezza focale dell'obiettivo (la pdc è maggiore con focali corte).

Molte moderne DSLR indicano nel mirino la profondità di campo stimata, permettendo al fotografo di impostare il valore di apertura per ottenere l'effetto desiderato. Questo è possibile con aperture medio-grandi, se si imposta una piccola apertura come f/16, l'immagine nel mirino diventa troppo scura per poter analizzare la pdc.

Vi sono un paio di considerazioni da tenere presente riguardo la pdc. Primo, nei limiti della pdc, gli oggetti appariranno accettabilmente nitidi nelle stampe di medie dimensioni, ma per stampe di grandi dimensioni diventa indispensabile disporre di un obiettivo di alta qualità ottica e una accurata focalizzazione manuale. Secondo, tutti gli obiettivi tendono a dare la massima nitidezza nella zona centrale della scala di aperture disponibili, o più esattamente ad una certa combinazione di lunghezza focale e apertura (sweet spot). La niitidezza si riduce alle grandi aperture a causa di varie aberrazioni, alle piccole aperture per la diffrazione ottica. Quindi, per ottenere la massima qualità dell'immagine in condizioni ideali conviene usare aperture medie.

Oggi, sistemi di progettazione computerizzati e vetri ottici ad alta tecnologia ci mettono a disposizione obiettivi dalle prestazioni straordinarie, che tuttavia possono esprimersi solo se la focalizzazione è perfetta, si imposta l'apertura più adatta, e si usa un solido treppiede. Se non si rispettano questi requisiti anche il più costoso obiettivo professionale non potrà dare risultati migliori di un obiettivo di qualità standard.