La caméra stéréo à haute résolution (HRSC) fonctionne sur le principe des caméras à acquisition ligne par ligne. Contrairement aux caméras numériques ordinaires équipées d'une surface photosensible (x par y pixels), ce type de caméra ne comporte qu'une ligne de cellules photosensibles et c'est le déplacement de la caméra qui permet de reconstituer une image par "collage" des lignes successives enregistrées. La taille de l'image finale dépend donc de la durée de la prise de vue.

La HRSC est en fait équipée de 9 lignes de capteurs de 5 184 pixels installées perpendiculairement à la direction de déplacement. La fréquence de lecture des cellules est ajustée à la vitesse sol de la sonde. Chacune des 9 lignes de capteurs fournit une image indépendante constituant une bande de l'image finale. Trois lignes de capteurs sont équipées respectivement d'un filtre rouge (750 +/- 20 nm), vert (530 +/- 45 nm) et bleu (440 +/- 45 nm). Une autre ligne est équipée d'un filtre infrarouge (970 +/- 45 nm). Trois autres lignes forment les canaux stéréos (Nadir, Stéréo 1 et Stéréo 2). Stéréo 1 et 2 sont orientés respectivement de 18,9° vers l'avant et vers l'arrière alors que la ligne (canal) Nadir est perpendiculaire à la surface photographiée. Ces 3 canaux permettent de générer les images en perspective. Les deux dernières lignes (canaux) délivrent des données pour l'analyse de la structure de la surface de Mars.