Fotodetectoarele sunt dispozitive capabile să detecteze energia electromagnetică, de obicei lumina, care conține particule de fotoni care sunt un tip de energie electromagnetică. Deși există multe tipuri, cele mai comune sunt cele mecanice, biologice, chimice. Fotodetectoarele pot fi folosite și ca termometre – pentru a măsura radiația, pentru a genera tensiune, pentru a amplifica un curent existent și pentru a înregistra imagini. Plantele folosesc chiar și o formă de fotodetecție pentru a-și ghida creșterea, deoarece celulele lor reacționează la lumină și cresc spre ea. Fie că sunt naturali sau artificiali, toți fotodetectoarele au un principiu comun: o reacție declanșată de prezența luminii.
Un exemplu de senzor mecanic de acest fel ar fi un sistem de securitate laser care detectează prezența luminii laser și întreruperea acesteia, pentru a determina intruziunile și a declanșa o alarmă. Senzorul biologic cel mai cunoscut este ochiul, care detectează și reacționează la lumină pentru a interpreta semnale optice, pe care apoi le trimite creierului sub formă de imagine. Filmul fotografic este una dintre cele mai simple forme de senzori chimici – folosește lumina pentru a imprima o imagine pe suprafața sa. Fotografii își dezvoltă filmul în camere întunecate pentru a evita distrugerea acestuia, în cazul în care filmul are o reacție chimică la lumină.
Cu o gamă largă de utilizări, fotodetectoarele apar peste tot, de la telescoape de detectare a particulelor la Large Hadron Collider până la ochelari de soare sensibili la UV. Majoritatea fotodetectorilor sunt calibrați pentru a detecta lumina și radiația pe un spectru foarte specific, de la ultraviolet la infraroșu. Dispozitivele cu infraroșu, cum ar fi senzorii de căldură și telecomenzile de televiziune, folosesc lumina din spectrul infraroșu pentru a transmite un semnal, care este captat și interpretat de un detector. Când un buton este apăsat pe o telecomandă a televizorului, telecomanda emite un semnal infraroșu pe o lungime de undă invizibilă pentru ochiul uman. Televizorul interceptează și interpretează semnalul ca o comandă pentru a reduce volumul, a schimba canalul sau a porni sau opri alimentarea.
În funcție de scopul lor, fotodetectoarele pot avea o varietate de alte funcții. De exemplu, circuitele semiconductoare și semiconductoare folosesc fotodetectoare pentru a conduce un curent electric prin schimbarea luminii în electricitate. Când semiconductorul este expus la lumină în spectrul său țintă, materialul semiconductor absoarbe fotoni care acționează asupra electronilor pentru a separa perechile electron-gaură și pentru a crea electroni într-o stare excitată. Acest rezultat permite electronilor să călătorească liber ca mediu conductiv, ceea ce creează un fotocurent. Această acțiune conductivă face din semiconductori o componentă de bază cheie a practic tuturor electronicelor moderne.