Fotodetektori su uređaji koji mogu osjetiti elektromagnetsku energiju, obično svjetlost, koja sadrži fotonske čestice koje su vrsta elektromagnetske energije. Iako postoji mnogo vrsta, najčešće su mehaničke, biološke, kemijske. Fotodetektori se također mogu koristiti kao termometri — za mjerenje zračenja, za generiranje napona, za pojačanje postojeće struje i za snimanje slika. Biljke čak koriste oblik fotodetekcije kako bi usmjerile svoj rast, jer njihove stanice reagiraju na svjetlost i rastu prema njoj. Bez obzira jesu li prirodni ili umjetni, svi fotodetektori dijele zajednički princip: reakciju koju pokreće prisutnost svjetlosti.
Primjer mehaničkog senzora ove vrste bio bi laserski sigurnosni sustav koji detektira prisutnost laserskog svjetla i njegov prekid, kako bi odredio upade i pokrenuo alarm. Najpoznatiji biološki senzor je oko, koje detektira i reagira na svjetlost kako bi interpretiralo optičke signale, koje zatim šalje u mozak kao sliku. Fotografski film jedan je od najjednostavnijih oblika kemijskih senzora – koristi svjetlost da utisne sliku na svoju površinu. Fotografi razvijaju svoj film u mračnim sobama kako bi ga izbjegli upropastiti, ako film ima kemijsku reakciju na svjetlo.
Uz široku primjenu, fotodetektori se pojavljuju posvuda, od teleskopa za detekciju čestica do Velikog hadronskog sudarača do sunčanih naočala osjetljivih na UV zračenje. Većina fotodetektora je kalibrirana za detekciju svjetlosti i zračenja na vrlo specifičnom spektru, u rasponu od ultraljubičastog do infracrvenog. Infracrveni uređaji, kao što su toplinski senzori i televizijski daljinski upravljači, koriste svjetlo na infracrvenom spektru za prijenos signala, koji detektor hvata i tumači. Kada se pritisne tipka na daljinskom upravljaču televizora, daljinski upravljač emitira infracrveni signal na valnoj duljini nevidljivoj ljudskom oku. Televizor presreće i tumači signal kao naredbu za smanjenje glasnoće, promjenu kanala ili uključivanje ili isključivanje.
Ovisno o namjeni, fotodetektori mogu imati niz drugih funkcija. Na primjer, poluvodiči i poluvodički krugovi koriste fotodetektore za provođenje električne struje mijenjajući svjetlost u električnu energiju. Kada je poluvodič izložen svjetlu u svom ciljnom spektru, poluvodički materijal apsorbira fotone koji djeluju na elektrone kako bi odvojili parove elektron-rupa i stvorili elektrone u pobuđenom stanju. Ovaj ishod omogućuje elektronima da slobodno putuju kao vodljivi medij, što stvara fotostruju. Ovo vodljivo djelovanje čini poluvodiče ključnom osnovnom komponentom gotovo sve moderne elektronike.