光學感應器具備測量溫度、距離及氣體濃度等多種用途。光學感應器一般可劃分為三類：單一元件感應器、2D 傳感陣列以及以光纖為主的感應器。單一元件感應器能夠探測元件或材料的光學性質，其元件可以是無源或有源的。無源元件可用於測量亮度或溫度；有源元件則能發送訊號，在大多數情況下還可以探測到反射訊號。發射感應器、編碼器及擋光板都屬於有源元件。2D 傳感陣列包括可使用在影像設備中的 CCD 或 CMOS 相機。以光纖為主的光學感應器通過探測石英纖維的光學屬性來測量出遠端的物理參數，例如纖維內帶有 Bragg 格柵的光纖。

傳統的光學感應器只是在普通罩殼內裝上光電子晶片，但現時多數用戶都選擇使用智能光學感應器。後者的光電接口電路晶片(Optoelectronic Interface Circuit Chip)結合在感應器的罩殼內，當晶片處理資訊後，會產生標準電子訊號輸出。在大多數的應用中，這些訊號屬於 TTL 級數位信號。智能光學感應器技術的應用包括手指感應器以及工業用的光學鍵盤。