Матричный метод (его также называют многозонным, или мультисегментным, или оценочным) основан на разбиении кадра по зонам. Данные по яркости освещения в каждой зоне замеряются отдельно, а затем комбинируются по специальному алгоритму, обеспечивающему вычисление оптимальной экспозиции по всей площади кадра. Для замера освещенности используется многоэлементный фотоприемник, получающий информацию непосредственно с объектива.
Число зон, способ разбиения, метод замера, алгоритмы расчета — все это является предметом фирменных технологий, зачастую запатентованных или засекреченных. Известно, что некоторые системы замера сравнивают полученные результаты со значениями из заложенной в память базы данных. В базе содержатся параметры для самых разных условий съемки. Обнаружив совпадение, система окончательно оптимизирует экспозицию.
Например, развитая система матричного замера используется в зеркальных цифровых фотокамерах Nikon. Датчик имеет 1005 полей замера, система способна рассчитать экспозицию в диапазоне от 0 до 20 EV.
Такой метод хорошо работает в камерах с обширным диапазоном выдержек и значений диафрагмы, позволяя получать оптимальные комбинации даже для параметров, близких к предельным. Мультизонный метод рекомендуется использовать при съемке нестандартных сюжетов, в сложных условиях освещения. В большинстве цифровых фотокамер, поддерживающих мультизонный метод экспозамера, он установлен по умолчанию.