CCD器件的物理性能可以用特性参数描述，它的特性参数可分为内部参数和外部参数两类。内部参数描述的是与CCD存储和转移信号电荷有关的特性（或能力），是器件理论设计的重要依据；外部参数描述的是与CCD应用有关的性能指标，是应用CCD器件时必不可少的。
1、电荷转移效率和转移损失率
电荷转移效率是表征CCD器件性能好坏的一个重要参数。如果上一电极原有的信号电荷量为Q0，转移到下一个电极下的信号电荷量为Q1，两者的比值称为转移效率，即
η=Q1/Q2×100%
在电荷转移过程中，没有被转移的电荷量设为Q’=Q1-Q0，Q’与原信号电荷Q0之比记作ε，即 ε= Q’/Q0=ηn=（1-ε）n
对于一个二相CCD，若移动m位，则n=2m。如果η=99.9%，m=512，最后输出的电荷量将为初始电荷量的36%，可见信号衰减比较严重；当η=99.9%时，此时Qn/Q0≈0.9。所以，若要保证总效率在99%以上，转移效率必须达到99.99%以上。一个CCD器件如果总转移效率太低，就失去使用价值，也就是说，如果η一定，那么器件的位数就受到限制。
影响转移效率的因素包括自感应电场、热扩散、边缘电场以及电荷表面态及体内缺陷的相互作用等等，其中最主要的因素还是表面态对信号电荷的俘获。
2、工作频率
由于CCD器件是工作在MOS的非平衡状态，所以驱动脉冲频率的旋转显得十分重要。频率太低，热激发的少数载流子过多的填入势阱从而降低了输出信号的信噪比。频率太高，又会降低总转移效率，减小了输出信号幅值，同样降低了信噪比。
为了避免热激所产生的少数载流子对信号电荷的影响，信号电荷从一个电极转移到另一个电极的转移事件t1必须小于少数载流子的寿命τ。对于三相CCD，一个电极的转移时间内需要完成三相脐动脉冲周期T1，因此，可以推算出各相的驱动脉冲工作频率下限f1
3/fL=3TL=t1<τ 所以fL≥3/τ
另一方面，如果驱动脉冲的工作频率下限fL取得太高，又会导致部分电荷来不及转移而使转移损失率增大。假定达到要求转移效率η所需的转移时间为t2，则给予信号电荷从一个电极转移到另一个电极的转移时间Th应大于或等于t2.以三相CCD为例，根据转移时间Th可以推算出驱动脉冲的工作频率的上线fh
Th/3=1/（3fh）≥t2
fh≤（3t2）-1
CCD器件的工作频率应选择在下限fL和上线fh之间
3、电荷储存量
CCD的电荷储存容量表示在电极下的势阱中能容纳的电荷量。由前面的介绍可知，CCD是由一系列的MOs电容构成的，它对电荷的存储能力可以近似的当做电容对电荷的存储来分析。
4、灵敏度
灵敏度定义为入射在CCD像元上的单位能流密度σ所产生的输出电压Us的大小。
5、分辨率
CCD是由离散的像元组成的，在一定的测试条件下，它能传感的景象光学信息的最小空间分布，称为分辨率，用Tx表示。
6、光谱响应
CCD的光谱响应是指器件在相同光能量照射下，输出的电压Us与光谱长λ之间的关系，光谱响应率由器件光敏区材料决定。光谱响应随光波长的变化而变化的关系称为光谱响应函数（或曲线）。
