Un appareil reflex à deux objectifs, souvent appelé TLR (Twin-Lens Reflex), possède deux objectifs de même focale disposés l'un au-dessus de l'autre. L'objectif supérieur sert au système de visée, tandis que l'objectif inférieur est responsable de l'exposition réelle du film. Le photographe regarde généralement de haut un verre de visée dans le viseur à capuchon.
Ces appareils étaient particulièrement répandus en moyen format (par exemple les légendaires modèles Rolleiflex). Un avantage essentiel de ce système est le déclenchement sans vibration, car aucun miroir ne doit être relevé au moment de la prise de vue. De plus, l'image du viseur reste visible à tout moment, même pendant le déclenchement.