L'orientation interne est ce qui permet de rétablir une gerbe de rayons à partir du négatif.

Pour cela, il faut définir:

• Le point principal (PP) où abouti le rayon principal de la lentille. Il passe par le centre de projection et doit être perpendiculaire au négatif.
• Le centre du négatif (X0,Y0) point de rencontre de lignes horizontales et verticales passant par des points de repère sur le cadre du négatif. Il n'est pas nécessairement identique au point principal, la lentille n'étant pas toujours parfaite.
• La distance principale (c) représente l'éloignement du centre de projection au négatif. C'est la hauteur du faisceau par rapport à la base.
• Les points images, dans le plan du négatif, représentent la base du faisceau. Leur position est identifiée par leur coordonnées (Xp, Yp) par rapport à un centre O qui normalement coïncide avec le centre du négatif et le point principal.

L'ensemble de ces paramètres étant connus, on peut déterminer, à partir de chaque point reconnu sur le négatif, la gerbe de rayons dans l'espace qui passent par les points images. L'orientation interne est relative à l'appareil photo seulement.