Belichtungsmessung ist in der Fotografie die zusammenfassende Bezeichnung für verschiedene Methoden zur Bestimmung der passenden Kombination aus Verschlusszeit und Blende, mit der ein korrekt belichtetes Bild erzeugt werden kann.

Die Belichtung H ist das Produkt der Beleuchtungsstärke E (in lx) und der Belichtungszeit t (in s) ⇒ .

Klassische automatische Belichtungsmessungen gehen von einfachen Durchschnittswerten aus: Es wird ein Landschaftsmotiv bei klarem, blauen Himmel vorausgesetzt, das weitgehend frontal (bei 35 bis 55° Sonnenstand) beleuchtet wird und 18 % des einfallenden Lichts in Richtung der Kamera reflektiert. Moderne computergestützte Belichtungsmessmethoden (Mehrfeld- oder Matrixmessung) versuchen dagegen, anhand einer Motivdatenbank bzw. des Motivkontrastes eine gegebene, auch von der Norm abweichende, Lichtsituation zu erkennen – und können damit oft erstaunlich gute Ergebnisse liefern.

Bei der Objektmessung wird von der Kamera zum Objekt (Motiv) hin ein Belichtungswert ermittelt, der jener Einstellungen an der Kamera entspricht, die nötig wäre, um dieses Motiv in einer mittleren Helligkeit, einem mittleren Grauwert, auf den Film zu bannen. Bei Motiven, deren Remission davon abweicht, also sich vorwiegend Weiß (z. B. Schneelandschaften) oder Schwarz (z. B. Kohlenhalde) darstellt, entspricht der ermittelte Belichtungswert nicht der korrekten Einstellung. Nur bei einem durchschnittlich beleuchteten und kontrastierenden Motiv (z. B. eine Landschaft bei Sonne im Rücken) kann der Mittelwert aller hellen und dunklen Bereiche als weitgehend gültiger Maßstab zur Belichtungsmessung herangezogen werden. Ansonsten muss ein ermitteltere Wert korrigiert werden. Bei der Lichtmessung dagegen ist der ermittelte Wert geeignet, ein Motiv unabhängig vom Kontrast(umfang), also auch Weiß als Weiß und Schwarz als Schwarz, abzulichten. Hier ist nur Vorsicht geboten, wenn der Belichtungsumfang des Motivs größer ist als der des Films.

Eine notwendige Belichtungskorrektur hängt vom benutzten Film und der Licht-/Kontrast-Situation ab. Der natürliche Kontrastumfang in der Natur kann bis zu 20 Lichtwerte umfassen, von denen das Auge zehn Stufen auf einmal (ohne Adaption) wahrzunehmen vermag. Hier lehnt sich das Zonensystem von Ansel Adams an: neun Helligkeitsstufen, vom tiefen Schwarz (Zone I) bis zum zeichnungslosen Weiß (Zone IX) – entsprechend halben Belichtungsstufen, wenn Zone V einer Remission von 18 % entspricht. Unter Zeichnung versteht man, wenn die Strukturen eines Motivs gerade noch erkennbar sind (z. B. bei einer Hauswand die Struktur des Wandputzes, bei einem Kohlenhaufen die einzelnen Stücke). Digitalkameras können einen Kontrastumfang von bis zu zwölf Lichtwerten erfassen. Auf Papier ausbelichtet oder im Druck bleiben davon etwa fünf Stufen.
Um einen Kontrastumfang vom reinen Weiß bis zum tiefen Schwarz noch mit Zeichnung auf dem Film zu zeigen, können Korrekturwerte von bis zu ± 2,5 Belichtungsstufen nötig sein. Für mehr Zeichnung in den Lichtern wird gegenüber dem Messwert die Belichtung verkürzt, für mehr Zeichnung in den Schatten verlängert. Dadurch werden die Tonwerte relativ zum Neutralgrau verschoben. Übersteigt der Kontrastumfang des Motivs den reproduzierbaren Bereich, muss in der Regel auf Zeichnung in den Lichtern und/oder Schatten verzichtet werden.

Moderne Kameras verfügen häufig über mehrere Varianten der Objektmessung, zwischen denen der Fotograf je nach Situation oder Vorlieben wählen kann. Die flexibelste Belichtungsmessung ist die Spotmessung, insbesondere wenn sie einen möglichst kleinen Bildwinkel ausmisst; ein höheres Maß an Kontrolle erhält der Fotograf nur mit einem externen Spotbelichtungsmesser. Bei Schnappschüssen führt die Spotmessung gelegentlich zu unbefriedigenden Ergebnissen, wenn zufällig ein besonders heller oder ein besonders dunkler Teil des Motivs angemessen wird. Die modernste Variante ist die Mehrfeldmessung bzw.Matrixmessung, die mehrere Felder im Bildausschnitt misst und nach einem Satz komplexer Algorithmen gewichtet, die sich teilweise an das Zonensystem Ansel Adams anlehnen. Die Ergebnisse fallen meist gut aus, können aber auch gelegentlich zu völlig unerwarteten Belichtungseinstellungen führen. Da das Verhalten des Messsystems vom Fotografen nur schwer berechenbar ist, ist es empfehlenswert, bei schwierigen Beleuchtungssituationen auf die Spotmessung zurückzugreifen.
Eine weit verbreitete Variante ist die Integralmessung, die meist mittenbetont arbeitet. Sie liefert bei komplizierten Lichtsituationen wie Seiten- oder Gegenlicht berechenbar schlechte, aber eben kalkulierbare Ergebnisse, die der Fotograf durch eine manuelle Belichtungskorrektur kompensieren kann, bei durchschnittlichen Aufnahmesituationen jedoch überwiegend gute bis sehr gute Belichtungsergebnisse.