光電傳感器一般由光源、光路和光電元件組成。測量的變化被轉換成光信號的變化，然后通過光電元件進一步轉換成電信號。
光電元件是光電傳感器重要的組成部分，其核心工作原理是不同類型的光電效應。根據波粒二象性，光是由以光速運動的光子組成的。當一個物體受到光的照射時，其內部的電子在吸收光子的能量后會改變其狀態，其電學性質也會發生變化。這種現象稱為光電效應。
根據電學性質的不同變化，光電效應可分為以下三種類型：
1） 外部光電效應
電子在光的作用下從物體表面逃逸的現象稱為外光電效應?；谕獠抗怆娦墓怆娫ü怆姵?、光電倍增管等。
2） 光電島效應
有光電管、光電倍增管等。
半導體中的光電躍遷現象稱為光電躍遷效應。內部光電效應按其工作原理可分為光導效應和光生伏效應?；诠鈱墓怆娫ü饪棠z、光電晶體管等。
3） 上光伏效應
在光的作用下，物體在某一方向上產生電動勢，這就是所謂的光電伏效應。基于光電效應的光電元件包括光電池、光敏二極管、三極管等。
例如，在光電池中，當入射光擊中陰極時，單個光子將其所有能量轉移到陰極材料中的一個自由電子，從而增加了自由電子的能量。當電子所獲得的能量大于陰極材料的逸出功時，它能克服金屬表面的束縛而逃逸，形成電子發射。這種電子叫做光電子。只有當入射光的頻率高于頻率時，才會產生光電子。
