Фотодиоды (рис.3.9.) - это полупроводниковые приборы, предназначенные для преобразования энергии оптического излучения в энергию электрического тока. В фотодиодах используется механизм внутреннего фотоэффекта в зоне р-n-перехода. Фотодиоды имеют оптический канал для входа излучения, могут использоваться в фотогенераторном и фотопреобразовательном режимах. В фотогенераторном режиме оптическое излучение генерируется парой носителей в зоне перехода: под действием внутреннего электрического поля носители концентрируются в р и n областях (дырки в р области, электроны в n области, возникает фото-ЭДС и во внешней цепи может протекать фототок. В фотопреобразовательном режиме фотодиод используется во внешней цепи в режиме обратного включения, при этом величина обратного тока фотодиода пропорциональна интенсивности падающего на него светового потока.
, (3.2)
где 
- обратный ток фотодиода при отсутствии освещенности, 
- коэффициент интегральной чувствительности, 
- интенсивность падающего светового потока.
Зависимость коэффициента интегральной чувствительности от частоты падающего излучения получило название спектральной чувствительности фотодиода. Различают диоды инфракрасного и видимого излучения.
Основные эксплуатационные параметры:
1. 
- коэффициент интегральной чувствительности;
2. 
- спектр излучения;
3. 
- величина темнового тока;
4. 
- допустимое обратное напряжение;
5. 
- фото-ЭДС.
Объединение в одном светонепроницаемом корпусе светодиода и фотодиода позволило создать новый класс полупроводниковых приборов - оптоэлектронную пару.