M42虽然通用性好，但是却有着结构上的缺陷，比如日常使用中镜头拆装麻烦，碰到偶尔有热胀冷缩的环境中镜头拆卸和安装都会变的非常困难，最重要的是M42卡口无法实现光圈联动测光，看看现在的单反相机的主要拍摄界面：半按快门启动测光，全按下去开启快门暴光。这已经是通用设计了。但在上世纪 60-70 年代，全开光圈测光还是新鲜玩意。而绝大多数 M42 镜头都还是收缩光圈测光（stopdown）用的单针设计。所以当时的经典设计就是以Pentax SP为代表的机身上有一个 stopdown 的按钮。使用时要先按下这个按钮来测光，然后在用另外一只手按下快门钮来开启快门暴光。除了麻烦，还能说些什么？？
面对着M42的缺陷，Pentax这个日本单反相机的鼻祖选择了继续改进的做法，将M42发展到了极致，并且推出了一大堆至今仍然让人念念不忘的太苦马镜头，但是螺口越来越难以改进，基本的光圈快门双优先实现起来都很困难，卡口是不得不做的改进，宾得被迫于1975年推出了最早的K卡口。
从1975年起用K卡口到现在，虽然在基础上增加了许多新的特性，诸如程序曝光、自动对焦、电动变焦等等，但是并未牺牲与最初型号的兼容性。因此，一只K口镜头，不论它是哪一类型的K口，都可以卡在任何类型的K口机身上，而且具备基本的联动测光，Nikon的F口虽然也宣称向下兼容，但事实并非如此，即使是最顶级的F3 ，F5都不能使用老式的AI镜头实现矩阵测光（F4是可以的，机身卡口结构稍微有区别造成的），作为高级业余机的F80/D100/D200也不能使用手动头实现联动测光（D300倒是可以。这个是市场策略，顶级的D1/D2/D3是能支持手动头联动自动测光的，狡猾的鬼子）。
早期的K及KA型镜头是手动对焦镜头，后来研制的FA及F系列镜头则为自动对焦镜头。宾得在原来的KA型卡口上增加了一个AF连接器和七个电子触点，与原有的K型及KA型卡口完全兼容。若将AF镜头装在MF SLR、或将MF镜头装在AF机身上，则除了AF之外，机身均能全部发挥镜头功能。与尼康F卡口的演化一样，宾得在MF向AF发展的关键问题——卡口设计上也可谓是“以不变应万变”了。
早期的宾得AF镜头是机身驱动型，没有内部聚焦马达，镜筒上边有光圈调节环，内部也有CPU等，并无新奇之处。1991年宾得推出了第二代智能化AF单反相机Z-10和Z-1。这两款AF 单反相机的特点是具有自动变焦控制功能，因此也要求镜头内应该具有变焦马达。所以，宾得推出了FA(FA为Fully Automatic，全自动之意)系列AF镜头，并对原来的KAF卡口进行了改良，多增加了两个电源触点，用于供电给镜头内的变焦马达。新型镜头卡口的代号为KAF2，新旧两个系列的AF镜头又是兼容的。
2003年，配合新出的*ist单反相机，宾得推出了没有光圈调节环的FA-J系列镜头。而随着宾得多款数码单反相机的发布，宾得还开发了DA数码专用镜头（只能用在APS-C画幅的数码单反相机上，类似的有佳能EFS，尼康DX，适马DC，APS-C幅面大有可为呀），D FA数码传统通用镜头以及内建超声波马达的镜头。一直到去年推出K7为止，宾得目前为止最先进的卡口依然是KAF2，而2009年的KAF2和1975年的K，在基本功能上并没有区别。
大家都知道尼康F卡口已经历经快50年的风风雨雨(1959-2010)，从MF时代一直跨入AF时代，贯穿了从单反相机“刀耕火种”到“数字化”的发展过程。F卡口的内径是44mm，取的是近似于35mm胶卷对角线的长度(43.27mm)，设计之初看起来很完美。
Nikon F采用插刀式镜头卡口但是安装时旋转方向和其他家的相反，这种结构也一直保持不变沿用至今。随Nikon F机身一同发布的那些镜头，只是简单地称为Nikkor镜头，一般镜头上都带有“Auto” (指的是光圈叶片自动收缩)、焦距(早期的镜头以cm显示，后来才改成mm)和系列号。
发布于1977年的AI(自动最大光圈传递，Automatic Maximum Aperture Indexing)镜头是NikonF卡口的第一次大变动。它采用了一种新的测光联动技术。过去是当镜头接到机身时，必须手动将光圈设到最大，或者先将光圈拧到最小，然后开到最大，才能实现自动光圈收缩。而新系统则能自动将最大光圈值传递给机身。
1981年，为了用机械方式实现光圈优先(以至程序自动曝光模式)的功能，AIS镜头取代了AI镜头。AIS和AI镜头的光学结构、甚至外观都没有太大变化，区分两者最简单的方法是看刻度上最小光圈值的颜色，AIS镜头是橙色(上图左)，在AI镜头上则是蓝色。AIS镜头完全以机械的方式将最大光圈，当前光圈，镜头大致焦距(大于还是小于135mm)等等信息传递给机身，尼康的工程师真是了不起，但是这导致了AIS接口非常的复杂，尼康自己也不胜其烦，到现在只在准专业和专业级机身上保留了对AIS镜头的支持，其他的机身虽然在物理上可以兼容，但是已经不能够实现最基本的联动测光功能了，这种现实对于标榜50年如一日不换卡口的尼康来说，是一种无言的讽刺。