Fotodetektory to urządzenia zdolne do wykrywania energii elektromagnetycznej, zazwyczaj światła, które zawiera fotony będące rodzajem energii elektromagnetycznej. Chociaż istnieje wiele rodzajów, najczęstsze to mechaniczne, biologiczne, chemiczne. Fotodetektory mogą być również wykorzystywane jako termometry — do pomiaru promieniowania, generowania napięcia, wzmacniania istniejącego prądu i rejestrowania obrazów. Rośliny wykorzystują nawet formę fotodetekcji do kierowania swoim wzrostem, ponieważ ich komórki reagują na światło i rosną w jego kierunku. Wszystkie fotodetektory, zarówno naturalne, jak i sztuczne, mają wspólną zasadę: reakcja wyzwalana przez obecność światła.
Przykładem mechanicznego czujnika tego rodzaju może być laserowy system bezpieczeństwa, który wykrywa obecność światła laserowego i jego przerwanie w celu wykrycia włamań i wywołania alarmu. Najbardziej znanym czujnikiem biologicznym jest oko, które wykrywa światło i reaguje na nie, interpretując sygnały optyczne, które następnie wysyła do mózgu w postaci obrazu. Film fotograficzny to jedna z najprostszych form sensorów chemicznych — wykorzystuje światło do odciskania obrazu na jego powierzchni. Fotografowie wywołują swój film w ciemni, aby uniknąć jego zepsucia, jeśli film wejdzie w reakcję chemiczną na światło.
Dzięki szerokiej gamie zastosowań fotodetektory pojawiają się wszędzie, od teleskopów wykrywających cząstki, przez Wielki Zderzacz Hadronów, po okulary przeciwsłoneczne czułe na promieniowanie UV. Większość fotodetektorów jest skalibrowana do wykrywania światła i promieniowania w bardzo specyficznym spektrum, od ultrafioletu do podczerwieni. Urządzenia na podczerwień, takie jak czujniki ciepła i piloty telewizyjne, wykorzystują światło w widmie podczerwieni do przesyłania sygnału, który jest przechwytywany i interpretowany przez detektor. Po naciśnięciu przycisku na pilocie telewizora pilot emituje sygnał w podczerwieni o długości fali niewidocznej dla ludzkiego oka. Telewizor przechwytuje i interpretuje sygnał jako polecenie zmniejszenia głośności, zmiany kanału lub włączenia lub wyłączenia zasilania.
W zależności od przeznaczenia fotodetektory mogą pełnić wiele innych funkcji. Na przykład półprzewodniki i obwody półprzewodnikowe wykorzystują fotodetektory do przewodzenia prądu elektrycznego poprzez zamianę światła na energię elektryczną. Gdy półprzewodnik jest wystawiony na działanie światła w jego docelowym widmie, materiał półprzewodnikowy absorbuje fotony, które działają na elektrony, oddzielając pary elektron-dziura i tworząc elektrony w stanie wzbudzonym. Ten wynik pozwala elektronom na swobodne przemieszczanie się jako ośrodek przewodzący, który wytwarza fotoprąd. To przewodzące działanie sprawia, że półprzewodniki są kluczowym elementem bazowym praktycznie każdej nowoczesnej elektroniki.