Поперечное сечение типичного трехфазного ПЗС показано на рисунке. Структура состоит из слоя кремния р-типа (подложка), изолирующего слоя двуокиси кремния и набора пластин-электродов. Один из электродов смещен более положительно, чем остальные два, и именно под ним происходит накопление заряда. Полупроводник р-типа, получают добавлением (легирование) к кристаллу кремния акцепторных примесей, например, атомов бора. Акцепторная примесь создает в кристалле полупроводника свободные, положительно заряженные носители - дырки. Дырки в полупроводнике р-типа являются основными носителями заряда: свободных электронов там очень мало.

Режим хранения информации, когда сигнальный зарядовый пакет находится под средним электродом, напряжение на котором выше, чем на соседних. Процесс переноса сигнального заряда начинается в тот момент, когда на один из затворов подается импульс более высокого напряжения . Основными типами приборов с зарядовой связью являются ПЗС с поверхностным каналом и ПЗС со скрытым каналом. В ПЗС с поверхностным каналом заряды хранятся и переносятся у границы раздела полупроводник - диэлектрик. В ПЗС со скрытым каналом благодаря специальному легированию подложки эти процессы происходят в толще полупроводника на некотором удалении от границы с диэлектриком. Отметим также, что при конструировании конкретных микроэлектронных устройств на ПЗС (в зависимости от их назначения) применяются различные схемы организации тактового питания и взаимного расположения затворов.

Трехфазный n-канальный ПЗС  в более подробном виде (вместе с входным и выходным устройствами) показан на рисунке. Собственно ПЗС, или ПЗС-регистр, здесь составляют три пары электродов переноса (затворов), подсоединенные к шинам тактового питания. Входное устройство, состоящее из входного диода и входного затвора, обеспечивает ввод сигнальных зарядовых пакетов под первый электрод переноса регистра. Экстракция и детектирование зарядовых пакетов обеспечиваются выходными затвором и диодом.

Двумерный массив (матрицу) пикселей получают с помощью стоп-каналов, разделяющих электродную структуру ПЗС на столбцы. Стоп каналы - это узкие области, формируемые специальными технологическими приемами в приповерхностной области, которые препятствуют растеканию заряда под соседние столбцы.