Este instrumento fue patentado en 1806 por el físico y químico inglés William Hyde Wollaston, aunque le debe mucho a los estudios que había realizado sobre el ojo humano y el campo visual Johannes Kepler en el siglo XVII y que llevaron también a la creación de la cámara oscura y por lo tanto a la fotografía.
La cámara lúcida fue posteriormente modificada por varios autores, entre ellos destacan los cambios realizados por J.B. Amichi, profesor de matemáticas de Módena. La cámara lúcida permite una superposición óptica de la imagen que se ve y de la superficie en la que se está dibujando, de forma que el dibujante puede transferir los puntos de referencia de lo que ve a la superficie del dibujo, consiguiendo un recreación bastante exacta de la perspectiva. Para utilizarla basta con que el dibujante mire hacia la superficie de dibujo a través de una cámara óptica dotada de un prisma o espejo semi transparente inclinado 45 grados. La propia superposición del papel puede en ocasiones dificultar la visión de la imagen, por lo que es habitual que el papel sea negro y se dibuje con lápiz blanco.
Este artilugio gozó de gran éxito desde su creación y su uso pronto se extendió entre arquitectos, grabadores y dibujantes (principalmente naturalistas y botánicos) que buscaban representar la realidad de la forma más fiel posible. Desde su creación Wollaston la definió como "Instrumento con el cual una persona puede dibujar en perspectiva, o copiar o reducir, cualquier lámina o dibujo". Estas máquinas, que aún perviven en nuestros días, no fueron consideradas en su momento como una "trampa", sino una herramienta para representar la realidad con exactitud.
Se cree que grandes artistas como pintor neoclásico Ingres utilizaron este tipo de herramientas en el siglo XIX, es difícil si no explicar la precisión en el trazo de sus dibujos, realmente pequeños y sin correcciones. Algunos autores como David Hockney explican con el uso de la máquina lúcida que Ingres fuera capaz de realizar tantos dibujos, tan detallados y muchos fechados el mismo día.
