Una fotocamera reflex a due obiettivi, spesso chiamata TLR (Twin-Lens Reflex), possiede due obiettivi con la stessa lunghezza focale disposti uno sopra l'altro. L'obiettivo superiore serve per il sistema di mirino, mentre quello inferiore è responsabile dell'esposizione effettiva della pellicola. Il fotografo guarda generalmente dall'alto un vetro di messa a fuoco nel mirino a pozzetto.
Queste fotocamere erano particolarmente diffuse nel formato medio (ad esempio i leggendari modelli Rolleiflex). Un vantaggio essenziale di questo sistema è lo scatto senza vibrazioni, poiché al momento dello scatto non è necessario sollevare uno specchio. Inoltre, l'immagine del mirino rimane visibile in ogni momento, anche durante lo scatto.