一般情况下，光电传感器由处理路径和处理元件组成。其基本原理是利用光电效应将测量的变化转化为光信号，然后借助光电元件进一步将非电信号转化为电信号。光电效应是指用光照射一个物体，可以看作是以一定能量为序列的光子对物体进行轰击。此时光子的能量传递给电子，电子的所有能量都被一个电子一次性吸收。当电子获得光子传递的能量时，其状态会发生变化，所以被光照射的物体会产生相应的电效应。光电效应一般分为三类：
(1)在光在光线作用下能够逸出物体表面的现象称为外部光电效应，如光电管、光电倍增管等;
(2)在光线作用下能改变物体电阻率的现象称为内光电效应，如光敏电阻、光敏晶体管等;
(3)在光的作用下，物体产生一定方向电动势的现象称为光伏应，如光电池。
光电传感器是将光信号(可见和紫外激光)转换成电子信号的装置，是各种光电检测系统中实现光电转换的关键部件。
光电传感器是以光电器件为转换元件的传感器。该系统可以检测直接导致光量变化的非电物理量，如光强、光照度、辐射温度、气体成分分析等。还可以检测其他非电因素，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度、物体形状、工况识别等。，从而转化为光量变化。光电传感器具有非接触性、响应速度快、性能可靠的特点，因此广泛应用于工业自动化设备和机器人中。新型光电器件的出现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开辟了新的世界。