光電探測器的工作原理是基于光電效應，熱探測器基于材料吸收了光輻射能量后溫度升高，從而改變了它的電學性能，它區別于光子探測器的最大特點是對光輻射的波長無選擇性。
光電子發射器件：光電管與光電倍增管是典型的光電子發射型探測器件。其主要特點是靈敏度高，穩定性好，響應速度快和噪聲小，是一種電流放大器件。尤其是光電倍增管具有很高的電流增益，特別適于探測微弱光信號；但它結構復雜，工作電壓高，體積較大。
光電倍增管一般用于測弱輻射而且響應速度要求較高的場合，如人造衛星的激光測距儀、光雷達等。
光電導器件：利用具有光電導效應的半導體材料做成的光電探測器稱為光電導器件，通常叫做光敏電阻。在可見光波段和大氣透過的幾個窗口，即近紅外、中紅外和遠紅外波段，都有適用的光敏電阻。光敏電阻被廣泛地用于光電自動探測系統、光電跟蹤系統、紅外光譜系統等。
硫化鎘CdS和硒化鎘CdSe光敏電阻是可見光波段用得最多的兩種光敏電阻；硫化鉛PbS光敏電阻是工作于大氣第一個紅外透過窗口的主要光敏電阻，室溫工作的PbS光敏電阻響應波長范圍1.0～3.5微米，峰值響應波長2.4 微米左右；銻化銦InSb光敏電阻主要用于探測大氣第二個紅外透過窗口，其響應波長3～5μm；碲鎘汞器件的光譜響應在8～14 微米，其峰值波長為10.6微米，與CO2激光器的激光波長相匹配，用于探測大氣第三個窗口。
