Máy ảnh phản xạ hai ống kính, thường được gọi là TLR (Twin-Lens Reflex), có hai ống kính cùng tiêu cự được đặt chồng lên nhau. Ống kính trên dùng cho hệ thống ngắm, trong khi ống kính dưới chịu trách nhiệm phơi sáng thực tế của phim. Nhiếp ảnh gia thường nhìn từ trên xuống một kính ngắm trong kính ngắm dạng hốc.
Những máy ảnh này đặc biệt phổ biến ở định dạng trung bình (ví dụ các mẫu Rolleiflex huyền thoại). Một ưu điểm chính của hệ thống này là giải phóng không rung, vì không cần nâng gương lên tại thời điểm chụp. Hơn nữa, hình ảnh kính ngắm luôn hiển thị trong suốt quá trình giải phóng.