前者与太阳能电池发电的原理相同，半导体材料吸收光的能量，会产生可以相互分离的正负电荷。它们被材料内部电场分开，紧接着又被其推向半导体两端，形成电势差。电势差正如大坝两端一高一低的水位落差，一旦接通电路，电流便像开闸泄洪时的水流一样，只一瞬间便波涛汹涌，从而形成了完整的回路，也即是电信号；后者在没有光照时通常没什么导电性，受到光照后，也只会产生大量光生载流子（携带电荷的基本单元）。不同于光电二极管，这些电荷通常只有一种，根据半导体类型不同会产生正电荷或者负电荷，它们如同一些突然空降下来的散兵游勇，只会无头苍蝇般四处乱转，但当在半导体两端施加电压后，它们就像听到了进攻的号角般有序地向前冲，使得电流骤然变大，也便将光信号转化为电信号了。

光电检测器通常对不同波长的光线具有差异性响应，因此可以检测出特定波段的光线。半导体中电子所处的能量状态带有两种——导带和价带，低温下，大多电子处在低能量的价带，非常安分；而部分电子就像人来疯的孩子，稍受刺激（比如光照或升温），便成了“小疯子”，跃至高能量的导带，此时它们更自由，便有了导电性，半导体也因此得名——基态导电性差，受激后导电性大幅提升。能隙是这两种状态间的能量差，它决定了受多大刺激才能使安分的电子变成“小疯子”。一般情况下，一种半导体的能隙恒定不变，光的能量取决于它的波长，能隙便对应了特定波长的光，只有能量等于或者大于这一波长的光才可以使光转化为电，毕竟刺激大了，只会让电子们更“疯”。因此，若想检测能量很小的红外线，所选半导体的能隙必须更小，这便使得红外光电检测器的材料选择受到了很大的局限，正因如此，目前一部分科学工作者在改良现有的红外响应材料，另一部分则在探索全新的半导体材料，例如可设计性较强的有机半导体。

红外探测技术很早便应用在我们生活的方方面面。例如，无论是空调还是电视的遥控器，都是将信息负载于红外线上发射出去，再由电器中的红外探测器将其转化成电信号，再由处理器解调来实现远程控制的。

而事实上，这项技术最初是在军工行业中崭露头角的，其蓬勃发展也有赖于第二次世界大战，随后，红外夜视仪帮助战士们在夜间也能清晰看到敌人的行踪。近些年发展起来的红外精确制导武器更是将战争引领到了“外科手术”式精准打击的新层面上。

因此，红外探测技术不仅是瘫在沙发上手握遥控器，也是在灾区争分夺秒搜寻幸存者的决胜利器，更是沙场之上先发制人的撒手锏。