Οι φωτοανιχνευτές είναι συσκευές ικανές να ανιχνεύουν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια, συνήθως φως, η οποία περιέχει σωματίδια φωτονίων που είναι ένας τύπος ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας. Αν και υπάρχουν πολλοί τύποι, οι πιο συνηθισμένοι είναι οι μηχανικοί, βιολογικοί, χημικοί. Οι φωτοανιχνευτές μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως θερμόμετρα — για τη μέτρηση της ακτινοβολίας, για τη δημιουργία τάσης, για την ενίσχυση ενός υπάρχοντος ρεύματος και για την εγγραφή εικόνων. Τα φυτά χρησιμοποιούν ακόμη και μια μορφή φωτοανίχνευσης για να καθοδηγήσουν την ανάπτυξή τους, καθώς τα κύτταρα τους αντιδρούν στο φως και αναπτύσσονται προς αυτό. Είτε φυσικοί είτε τεχνητοί, όλοι οι φωτοανιχνευτές μοιράζονται μια κοινή αρχή: μια αντίδραση που προκαλείται από την παρουσία φωτός.
Ένα παράδειγμα μηχανικού αισθητήρα αυτού του είδους θα ήταν ένα σύστημα ασφαλείας λέιζερ που ανιχνεύει την παρουσία φωτός λέιζερ και τη διακοπή του, για τον προσδιορισμό των εισβολών και την ενεργοποίηση συναγερμού. Ο πιο γνωστός βιολογικός αισθητήρας είναι το μάτι, το οποίο ανιχνεύει και αντιδρά στο φως για να ερμηνεύσει οπτικά σήματα, τα οποία στη συνέχεια στέλνει στον εγκέφαλο ως εικόνα. Το φωτογραφικό φιλμ είναι μια από τις απλούστερες μορφές χημικών αισθητήρων — χρησιμοποιεί φως για να αποτυπώσει μια εικόνα στην επιφάνειά του. Οι φωτογράφοι αναπτύσσουν το φιλμ τους σε σκοτεινούς θαλάμους για να μην το καταστρέψουν, εάν το φιλμ έχει χημική αντίδραση στο φως.
Με ένα ευρύ φάσμα χρήσεων, οι φωτοανιχνευτές εμφανίζονται παντού, από τηλεσκόπια ανίχνευσης σωματιδίων έως τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων έως γυαλιά ηλίου που είναι ευαίσθητα στην υπεριώδη ακτινοβολία. Η πλειονότητα των φωτοανιχνευτών είναι βαθμονομημένος για να ανιχνεύει το φως και την ακτινοβολία σε ένα πολύ συγκεκριμένο φάσμα, που κυμαίνεται από το υπεριώδες έως το υπέρυθρο. Οι συσκευές υπερύθρων, όπως οι αισθητήρες θερμότητας και τα τηλεχειριστήρια της τηλεόρασης, χρησιμοποιούν φως στο υπέρυθρο φάσμα για να μεταδώσουν ένα σήμα, το οποίο συλλαμβάνεται και ερμηνεύεται από έναν ανιχνευτή. Όταν πατηθεί ένα κουμπί σε ένα τηλεχειριστήριο τηλεόρασης, το τηλεχειριστήριο εκπέμπει ένα υπέρυθρο σήμα σε μήκος κύματος αόρατο στο ανθρώπινο μάτι. Η τηλεόραση παρεμποδίζει και ερμηνεύει το σήμα ως εντολή για μείωση της έντασης, αλλαγή καναλιού ή ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση.
Ανάλογα με τον σκοπό τους, οι φωτοανιχνευτές μπορούν να έχουν μια ποικιλία άλλων λειτουργιών. Για παράδειγμα, οι ημιαγωγοί και τα ημιαγώγιμα κυκλώματα χρησιμοποιούν φωτοανιχνευτές για να μεταφέρουν ένα ηλεκτρικό ρεύμα μετατρέποντας το φως σε ηλεκτρισμό. Όταν ο ημιαγωγός εκτίθεται στο φως στο φάσμα στόχου του, το υλικό του ημιαγωγού απορροφά φωτόνια που δρουν στα ηλεκτρόνια για να διαχωρίσουν ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών και να δημιουργήσουν ηλεκτρόνια σε διεγερμένη κατάσταση. Αυτό το αποτέλεσμα επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να ταξιδεύουν ελεύθερα ως αγώγιμο μέσο, το οποίο δημιουργεί ένα φωτορεύμα. Αυτή η αγώγιμη δράση καθιστά τους ημιαγωγούς βασικό συστατικό βάσης σχεδόν όλων των σύγχρονων ηλεκτρονικών.