Μια ορθοφωτογραφία είναι μια αεροφωτογραφία χωρίς παραμόρφωση με εντελώς ομοιόμορφη κλίμακα που της επιτρέπει να λειτουργεί ως χάρτης. Απαιτείται σημαντική ποσότητα γεωμετρικής διόρθωσης, γνωστή ως ορθοδιόρθωση, για να επιτευχθεί αυτό το υψηλό επίπεδο ομοιομορφίας. Μια ορθοφωτογραφία είναι αποτελεσματική επειδή, όπως μια εικόνα, είναι πολύ λεπτομερής αλλά είναι επίσης εντελώς ομοιόμορφη, όπως ένας χάρτης. Σε πολλές περιπτώσεις, χαρακτηριστικά χάρτη, όπως γραμμές για δρόμους και διάφοροι δείκτες για συγκεκριμένα αξιόλογα κτίρια, τοποθετούνται πάνω από μια τέτοια φωτογραφία, αυξάνοντας την αποτελεσματικότητά της ως χάρτη. Πολλές διαφορετικές μέθοδοι διόρθωσης χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ορθοφωτογραφιών. Ορισμένες περιλαμβάνουν χειροκίνητο χειρισμό του φιλμ, ενώ άλλες πιο κοινές μέθοδοι χρησιμοποιούν συστήματα υπολογιστών για γεωμετρική διόρθωση.
Οι οπτικές μέθοδοι χειρισμού ορθοφωτογραφιών έχουν σχεδόν πλήρως αντικατασταθεί από ψηφιακές μεθόδους καθώς οι αρκετά ισχυροί υπολογιστές έχουν γίνει πολύ πιο προσιτοί, βολικοί και διαθέσιμοι. Ενώ απαιτείται ακόμη σημαντικός όγκος ανθρώπινης εργασίας για την παραγωγή μιας ιδιαίτερα καλής ορθοφωτογραφίας, ισχυρά προγράμματα και αλγόριθμοι υπολογιστών έχουν αυτοματοποιήσει μεγάλο μέρος της διαδικασίας. Αυτό το επίπεδο αυτοματισμού μειώνει σημαντικά το κόστος και αυξάνει την αποτελεσματικότητα της παραγωγής ορθοφωτογραφίας.
Μια ορθοφωτογραφία είναι ιδιαίτερα ανώτερη από μια κανονική αεροφωτογραφία επειδή μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας για μέτρηση. Όλες οι παραμορφώσεις από το φακό διορθώνονται, όπως και η κλίση της κάμερας στο σύνολό της. Το τοπογραφικό ανάγλυφο διορθώνεται επίσης – οι αποστάσεις μεταξύ κοιλάδων, βουνών και άλλων παραμορφώσεων στο τοπίο προσαρμόζονται έτσι ώστε το υψόμετρο να λαμβάνεται υπόψη στον υπολογισμό της απόστασης. Εάν, για παράδειγμα, κάποιος επιχειρούσε να μετρήσει την απόσταση μεταξύ δύο σημείων σε μια αεροφωτογραφία, θα μετρούσε μια εσφαλμένη απόσταση εάν υπήρχαν σημαντικές αλλαγές στο υψόμετρο μεταξύ των δύο σημείων. Τέτοιες υψομετρικές αποστάσεις διορθώνονται σε ορθοφωτογραφίες, επομένως τέτοιες μετρήσεις μπορούν να ληφθούν χωρίς να απαιτείται πραγματικός χάρτης, εφόσον είναι γνωστή η κλίμακα της φωτογραφίας.
Τα σφάλματα μπορούν να εισέλθουν στη διαδικασία παραγωγής ορθοφωτογραφίας σχεδόν σε οποιοδήποτε στάδιο. Ενώ τα περισσότερα είναι εντελώς ακίνδυνα και διορθώνονται, άλλα μπορούν να επηρεάσουν πραγματικά τη χρηστικότητα της ορθοφωτογραφίας. Μερικές φορές, χαρακτηριστικά του φυσικού περιβάλλοντος που φωτογραφίζεται, όπως μια αντανάκλαση από την επιφάνεια ενός υδάτινου όγκου, μπορεί να προκαλέσουν παραμορφώσεις στη φωτογραφία. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτά είναι απλώς αισθητικά δυσάρεστα, ενώ σε άλλες μπορεί να οδηγήσουν σε δυσκολίες στη γεωμετρική διόρθωση μιας αεροφωτογραφίας. Τα ανθρώπινα λάθη μπορούν επίσης να προκαλέσουν προβλήματα. Αυτά μπορεί να κυμαίνονται από το ξύσιμο του φακού ή του φιλμ έως την ακατάλληλη εκτέλεση του ψηφιακού χειρισμού της φωτογραφίας.