Peran pencahayaan dalam sinematografi seringkali penting, karena pencahayaan dapat mempengaruhi bagaimana suatu adegan ditangkap pada film atau video dalam beberapa cara yang berbeda. Secara umum, direktur fotografi pada sebuah produksi bekerja dengan operator kamera dan kru pencahayaan untuk memastikan tercapainya visi yang kohesif secara keseluruhan. Pencahayaan dapat bekerja dalam beberapa cara yang berbeda, seringkali memperkuat aksi sebuah adegan dengan menunjukkan, secara visual, apa yang penting dan apa yang tidak penting. Ada juga cara di mana pencahayaan dapat memperkuat cerita, dengan mewakili atau memperkuat emosi secara visual dalam sebuah adegan.
Pencahayaan dalam sinematografi adalah penggunaan berbagai lampu pada set atau lokasi untuk memberikan tampilan tertentu pada adegan setelah ditangkap dalam film atau video. Sementara pencahayaan biasanya dilakukan pada produksi oleh kru, direktur fotografi sering kali bertanggung jawab untuk mengawasi pekerjaan ini. Karena direktur fotografi juga bertanggung jawab atas kru kamera, ini memungkinkan dia untuk mengawasi pencahayaan dan memastikan bahwa itu bertepatan dengan bagaimana suatu adegan akan difilmkan. Oleh karena itu, pencahayaan sangat penting untuk keseluruhan nuansa pemandangan dan bagaimana tampilannya di layar.
Salah satu cara utama di mana pencahayaan dalam sinematografi dapat digunakan adalah untuk memperkuat atau menggarisbawahi aksi sebuah adegan. Pencahayaan dapat digunakan untuk membuat tindakan atau objek tertentu dalam suatu adegan menonjol di antara berbagai elemen lainnya. Jika seseorang akan meraih pistol yang tergeletak di atas meja di akhir adegan, misalnya, maka pencahayaan dapat digunakan untuk menyorot pistol itu di seluruh adegan. Hal ini memungkinkan penonton untuk melihat pistol sebelum kepentingannya, memastikan bahwa penonton memahami dari mana asalnya pada akhir adegan, dan memungkinkan pengamat yang jeli untuk memprediksi pentingnya pistol itu dalam adegan.
Pencahayaan dalam sinematografi juga dapat digunakan untuk membantu memperkuat kandungan emosional sebuah adegan. Pencahayaan yang keras, misalnya, sering kali dapat membuat adegan terasa lebih langsung atau penuh peristiwa, sedangkan pencahayaan yang lebih lembut sering digunakan untuk adegan yang lebih romantis atau emosional. Jika pencahayaan dalam sinematografi digunakan secara tidak tepat, maka sebuah adegan mungkin terasa menggelegar atau tidak dimainkan dengan baik oleh penonton. Adegan cinta emosional yang diterangi dengan cahaya yang kuat dan keras mungkin terasa aneh atau tidak pantas, sementara adegan dramatis yang sangat kuat yang dinyalakan dengan lembut dapat mengkhianati kejadian di adegan itu dan akhirnya terasa lemah atau tidak mengesankan.