Światło docierające do soczewki noktowizora kierowane jest do tuby wzmacniającej, która pełni rolę wzmacniacza wizji. We wzmacniaczu fotony zamieniane są na elektrony za pomocą fotokatody, które są wzmacniane polem elektrycznym i następnie zmienione z powrotem na światło poprzez skierowanie ich na ekran fluorescencyjny, który pod wpływem pobudzenia danego obszaru elektronami wyświetli wzmocniony obraz wejściowy.