Il comportamento dei materiali sensibili basati sugli alogenuri di argento (bromuro, ioduro o cloruro d'argento che vengono trasformati in argento metallico per effetto dello sviluppo) è usualmente espresso attraverso una curva caratteristica nella quale la densità, ovvero il livello di annerimento raggiunto, è una funzione della quantità di luce ricevuta. Questi due termini sono stati definiti dai fotografi dilettanti Ferdinand Hurter (1844-1898) e Vero Charles Driffield (1848-1915) che nel 1890 pubblicarono lo studio "Photochemical Investigations and a New Method of Determination of the Sensitiveness of Photographic Plates" che pose le basi della sensitometria.

Il sistema di misura H&D proposto dai due inglesi era basato su tre fasi che dovevano essere esattamente riproducibili in modo che l'unica variante fosse la lastra fotografica oggetto di misura:
1) Esposizione della lastra a diversi livelli di illuminazione. La quantità di luce veniva espressa in "candele x m2 /secondo" (una unità di misura riconducibile al LUX che è l'illuminazione data da una candela alla distanza di un metro).
2) Sviluppo e fissaggio della lastra.
3) Misura dell'annerimento della lastra, ovvero della densità raggiunta, utilizzando con un fotometro inventato da loro stessi.
Si noti che i risultati dipendono dallo sviluppo utilizzato, pertanto una curva caratteristica deve essere sempre riferita alla combinazione materiale sensibile - sviluppo.

Misurando
                i = intensità della luce incidente sulla lastra
                e = intensità della luce che attraversa la lastra
Hurter e Driffield determinarono sperimentalmente che aumentando l'esposizione in modo geometrico la densità aumentava in modo aritmetico e pertanto definirono:
                Densità = Log ( i / e )

Di conseguenza essi proposero di rappresentare le proprietà delle emulsioni fotografiche tracciando una curva, che chiamarono caratteristica (o anche "H&D curve"), in un sistema di coordinate che ha sulle ascisse il logaritmo dei valori di esposizione e sulle ordinate i valori di densità. Questa scoperta si rivela fondamentale per poter iniziare a classificare scientificamente la sensibilità delle lastre fotografiche. Avendo stabilito che esiste una relazione matematica tra l’esposizione, lo sviluppo (tipo di rivelatore e tempo di sviluppo) e la densità del negativo Hurter e Driffield definirono la scala di sensibilità H & D e costruirono il primo regolo calcolatore, chiamato Actinograph, per determinare l'esposizione delle lastre.

La sensibilità H&D di un lastra era determinata in base all'inerzia, utilizzando una costante arbitraria K secondo la formula:

                H&D = K / inerzia

La costante K fu fissata a 34 per il materiale sensibile destinato al mercato europeo, e 10 per i mercati inglese e americano. Di conseguenza esitono due scale H&D, sostanzialmente uguali ma sfalsate fra loro.


Quando la sensibilità dell'emulsione aumenta la curva si avvicina all'asse delle ordinate e, proporzionalmente, l'inerzia si avvicina all'origine. Il risultato è che, se una emulsione ha sensibilità doppia di un'altra, il suo numero H&D risulta doppio.

Nel 1894 (o 1897, secondo altre fonti) l'astronomo J. Scheiner di Postdam propose un altro sistema di misura, basato sulla soglia, ovvero la minima esposizione capace di provocare un annerimento percepibile rispetto al velo.

Il metodo proposto da Scheiner prevedeva l'uso di un particolare congegno per determinare la soglia esponendo le lastre in modo ripetibile: un disco con aperture di diversa ampiezza veniva fatto ruotare, come un otturatore, davanti ad una striscia metallica con una serie di numeri trasparenti da 1 a 20. Il disco funzionava come un otturatore e provocava esposizioni decrescenti, da "1" a "20", sulla lastra.
La sensibilità in gradi Scheiner era data dal più piccolo numero leggibile sulla lastra sviluppata e raddoppiava ogni 3 valori (ovvero raddoppia da "1" a "4", da "4" a "7" ecc.)

Il metodo di Scheiner fu semplificato e perfezionato dai tedeschi Eder e Echt pur mantenendo il difetto della soggettività della valutazione della soglia, problema che fu risolto dal sistema DIN fissando la soglia al valore di densità 0,1 sopra al velo.

Nel 1932 la fabbrica americana Weston di esposimetri propose una differente scala di misura che teneva conto dello sviluppo proposto dal fabbricante del materiale sensibile:

                Weston = 4 / Ew
dove:
                Ew = esposizione in lux-secondi
                necessaria per ottenere l'annerimento prescritto
                dal fabbricante.

Il valore Weston cadeva, di regola, nella parte lineare della curva caratteristica. La sensibilità raddoppiava ogni 3 gradi Weston.

Nel 1939 Kodak propose il metodo di misura che successivamente fu standardizzato come ASA (1943). Il metodo Kodak tiene conto del gamma e determina un differente valore di soglia rispetto al sistema Scheiner.

Oltre a queste furono proposte altre scale di sensibilità (BSI, GE, GOST) prima di giungere (1978) alla scala internazionale ISO che viene ancora usata per definire la sensibilità equivalente dei sensori delle fotocamere digitali.
E' facile comprendere che, dati i diversi metodi di misura, le tavole comparative fra le varie scale sensitometriche possono dare solo delle indicazioni di massima.