外方位元素中有三個角元素，在恢復內方位元素的基礎上，確定攝影光束在攝影瞬間的空間位置和姿態的引數，稱為外方位元素。一張像片的外方位元素包括六個引數，其中三個是直線元素，用於描述攝影中心的空間座標值；另外三個是角元素，用於描述像片的空間姿態。
確定每張像片的六個外方位元素，就能恢復航攝相片與被攝地面之間的相互關係，重建地面立體模型，利用立體模型提取目標的幾何和物理資訊，因此如何獲取相片的外方位元素一直是攝影工作探討的問題，其方法有利用雷達、全球定位系統、慣性導航系統（INS）以及形象攝影機來獲取像片的外方位元素，也可利用一定數量的地面控制點，根據共線方程反求像片的外方位元素。
