Fotoelektrický senzor sa vo všeobecnosti skladá z dvoch častí: dráhy spracovania a spracovateľského prvku. Základný princíp je založený na fotoelektrickom efekte, ktorý premieňa namerané zmeny na zmeny optického signálu a potom ďalej prevádza neelektrické signály na elektrické signály pomocou fotoelektrických prvkov. Fotoelektrický efekt sa vzťahuje na osvetlenie objektu svetlom, ktoré možno vnímať ako sériu fotónov s určitou energiou bombardujúcou objekt. V tomto čase sa energia fotónu prenáša na elektrón a celá energia fotónu je naraz. Keď je elektrón absorbovaný, stav elektrónu sa zmení po tom, čo získa energiu prenášanú fotónom, takže objekt ožiarený svetlom bude produkovať zodpovedajúci elektrický účinok. Fotoelektrický efekt je zvyčajne rozdelený do 3 kategórií:

(1) Jav, že elektróny môžu uniknúť z povrchu objektu pôsobením svetla, sa nazýva vonkajší fotoelektrický efekt, ako je fotoelektrická trubica, fotomultiplier trubica atď.;

(2) Jav, že odpor objektu možno meniť pôsobením svetla, sa nazýva vnútorný fotoelektrický efekt, ako sú fotorezistory, fototransistory atď.;

(3) Pôsobením svetla sa jav, že objekt vytvára určitú smerovú elektromotorickú silu, nazýva fotovoltaický efekt. Fotoelektrické senzory, ako sú fotobunky, realizujú kontrolu premenou zmien intenzity svetla na zmeny elektrických signálov.

Vo všeobecnosti sa fotoelektrický snímač skladá z troch častí, ktoré sú rozdelené na: vysielač, prijímač a detekčný obvod.

Vysielač je zameraný na cieľ vyžarovať svetelný lúč a vyžarovaný svetelný lúč vo všeobecnosti pochádza z polovodičového svetelného zdroja, diódy vyžarujúcej svetlo (LED), laserovej diódy a infračervenej diódy. Lúč je emitovaný neprerušene alebo sa mení šírka impulzu. Prijímač sa skladá z fotodiódy, fototransistora a fotobunky. Pred prijímačom sú nainštalované optické komponenty, ako je objektív a clona. Za ním je detekčný obvod, ktorý dokáže odfiltrovať efektívny signál a aplikovať signál.