Fotodetektorji so naprave, ki lahko zaznavajo elektromagnetno energijo, običajno svetlobo, ki vsebuje fotonske delce, ki so vrsta elektromagnetne energije. Čeprav obstaja veliko vrst, so najpogostejši mehanski, biološki, kemični. Fotodetektorji se lahko uporabljajo tudi kot termometri – za merjenje sevanja, za ustvarjanje napetosti, za ojačanje obstoječega toka in za snemanje slik. Rastline uporabljajo celo obliko fotodetekcije za usmerjanje svoje rasti, saj njihove celice reagirajo na svetlobo in rastejo proti njej. Ne glede na to, ali so naravni ali umetni, vsi fotodetektorji imajo skupno načelo: reakcija, ki jo sproži prisotnost svetlobe.
Primer mehanskega senzorja te vrste bi bil laserski varnostni sistem, ki zazna prisotnost laserske svetlobe in njeno prekinitev, da ugotovi vdore in sproži alarm. Najpogosteje poznan biološki senzor je oko, ki zazna in reagira na svetlobo, da razlaga optične signale, ki jih nato pošlje v možgane kot sliko. Fotografski film je ena najpreprostejših oblik kemičnih senzorjev – uporablja svetlobo za vtiskovanje slike na svojo površino. Fotografi razvijajo svoj film v temnih sobah, da ga ne uničijo, če film kemično reagira na svetlobo.
S široko paleto uporab se fotodetektorji pojavljajo povsod, od teleskopov za zaznavanje delcev do velikega hadronskega trkalnika do sončnih očal, občutljivih na UV žarke. Večina fotodetektorjev je kalibriranih za zaznavanje svetlobe in sevanja v zelo specifičnem spektru, ki sega od ultravijoličnega do infrardečega. Infrardeče naprave, kot so toplotni senzorji in televizijski daljinski upravljalniki, uporabljajo svetlobo v infrardečem spektru za prenos signala, ki ga detektor zajame in interpretira. Ko pritisnete gumb na daljinskem upravljalniku televizije, daljinski upravljalnik odda infrardeči signal na valovni dolžini, ki je nevidna človeškemu očesu. Televizor prestreže in razlaga signal kot ukaz za zmanjšanje glasnosti, spremembo kanala ali vklop ali izklop.
Glede na njihov namen imajo fotodetektorji lahko številne druge funkcije. Na primer, polprevodniki in polprevodniška vezja uporabljajo fotodetektorje za prevajanje električnega toka s spreminjanjem svetlobe v elektriko. Ko je polprevodnik izpostavljen svetlobi v svojem ciljnem spektru, polprevodniški material absorbira fotone, ki delujejo na elektrone, da ločijo pare elektron-luknja in ustvarijo elektrone v vzbujenem stanju. Ta rezultat omogoča, da elektroni prosto potujejo kot prevodni medij, ki ustvarja fototok. Zaradi tega prevodnega delovanja so polprevodniki ključna osnovna komponenta skoraj vse sodobne elektronike.