Desde mediados del siglo XIX, la fotografía ha sido de gran ayuda para la documentación del registro arqueológico. En 1859, Sacano Boni realizó una fotografía aérea del foro romano desde un globo aerostático, pasando a ser la primera conocida realizada para una investigación arqueológica.
No fue hasta la Primera Guerra Mundial cuando, por motivos puramente bélicos, se produce un salto cualitativo en la fotografía aérea, paralelo al desarrollo de la aviación, para ser utilizada con fines militares. Durante la Segunda Guerra Mundial esta técnica se perfeccionó, contribuyendo a que tras finalizar este conflicto gran parte del continente europeo hubiese sido cubierto mediante fotografía aérea.
A partir esta fecha, con los conocimientos y tecnología adquirida, y con el desarrollo de la aviación civil, la fotografía aérea comienza a utilizarse con otros fines: cartográficos, geográficos o arqueológicos. Las estructuras que apenas son visibles a nivel de suelo, son fácilmente reconocibles cuando se realiza un reconocimiento aéreo, especialmente al amanecer o atardecer, ya que el sol incide de manera oblicua, proyectando sombra y facilitando que se puedan apreciar con mayor claridad. El examen de estas imágenes permite descubrir diferentes marcas en el terreno que evidencian la existencia de estructuras en el subsuelo, reconociéndose en ocasiones plantas completas de edificios enterrados.
En otros casos, como en campos de cultivo, los restos arqueológicos se pueden apreciar observando el crecimiento de los cultivos, pues generalmente crecen de manera uniforme excepto, por ejemplo, cuando existe un muro enterrado que provoca que el cultivo se desarrolle menos, o por la existencia de una fosa, que sucede justo lo contrario. Por otra parte, en determinados terrenos, la diferencia de humedad tras las lluvias también puede ayudar a revelar la presencia de estructuras ocultas en el subsuelo.
La fotografía aérea puede ser utilizada para la detección de yacimientos arqueológicos ex novo o para la investigación en otros yacimientos conocidos. Gracias a la comparación de planos de yacimientos arqueológicos excavados e investigados con las fotografías obtenidos con esta técnica se puede documentar no sólo la existencia de restos en el subsuelo, también conocer la extensión del yacimiento, los restos de mayor entidad, el área con mayor densidad de estructuras, identificar diferentes tipos de edificios o incluso su estado de conservación, sin necesidad de realizar previamente una excavación arqueológica.
La fotografía aérea se utiliza también como complemento de los mapas. Una fotografía aérea puede corregir el error de la lente y escalarse y utilizarse como referencia como son las planimetrías. Este tipo de fotografías se denominan ortofotos.
