โดยทั่วไปเซ็นเซอร์โฟโตอิเล็กทริกจะประกอบด้วยสองส่วน: เส้นทางการประมวลผลและองค์ประกอบการประมวลผล หลักการพื้นฐานขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกซึ่งแปลงการเปลี่ยนแปลงที่วัดได้เป็นการเปลี่ยนแปลงสัญญาณแสงจากนั้นแปลงสัญญาณที่ไม่ใช่ไฟฟ้าเป็นสัญญาณไฟฟ้าเพิ่มเติมด้วยความช่วยเหลือขององค์ประกอบโฟโตอิเล็กทริก เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกหมายถึงการส่องสว่างวัตถุด้วยแสง, ซึ่งสามารถมองเห็นได้เป็นชุดของโฟตอนที่มีพลังงานบางอย่างถล่มวัตถุ. ในเวลานี้พลังงานของโฟตอนจะถูกถ่ายโอนไปยังอิเล็กตรอนและพลังงานทั้งหมดของโฟตอนทั้งหมดในครั้งเดียว เมื่ออิเล็กตรอนถูกดูดซับสถานะของอิเล็กตรอนจะเปลี่ยนไปหลังจากได้รับพลังงานที่ถ่ายโอนโดยโฟตอนเพื่อให้วัตถุที่ฉายรังสีโดยแสงจะสร้างเอฟเฟกต์ไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกมักจะแบ่งออกเป็น 3 ประเภท:
(1) ปรากฏการณ์ที่อิเล็กตรอนสามารถหลบหนีออกจากพื้นผิวของวัตถุภายใต้การกระทําของแสงเรียกว่าเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายนอกเช่นหลอดโฟโตอิเล็กทริกหลอดโฟโตมัลทิพเลียร์เป็นต้น
(2) ปรากฏการณ์ที่ว่าความต้านทานของวัตถุสามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายใต้การกระทําของแสงเรียกว่าเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายในเช่นโฟโตอิเล็กเตอร์โฟโตทรานซิสเตอร์เป็นต้น
(3) ภายใต้การกระทําของแสงปรากฏการณ์ที่วัตถุสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าทิศทางที่แน่นอนเรียกว่าเอฟเฟกต์โซลาร์เซลล์ เซ็นเซอร์โฟโตอิเล็กทริกเช่นโฟโตเซลล์ตระหนักถึงการควบคุมโดยการแปลงการเปลี่ยนแปลงความเข้มของแสงเป็นการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณไฟฟ้า
โดยทั่วไปเซ็นเซอร์ตาแมวประกอบด้วยสามส่วนซึ่งแบ่งออกเป็น: เครื่องส่งสัญญาณเครื่องรับและวงจรตรวจจับ
เครื่องส่งสัญญาณมุ่งเป้าไปที่เป้าหมายเพื่อเปล่งลําแสงและลําแสงที่ปล่อยออกมาโดยทั่วไปจะมาจากแหล่งกําเนิดแสงเซมิคอนดักเตอร์ไดโอดเปล่งแสง (LED) ไดโอดเลเซอร์และไดโอดเปล่งแสงอินฟราเรด ลําแสงถูกปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่องหรือความกว้างของพัลส์เปลี่ยนไป เครื่องรับประกอบด้วยโฟโตไดโอดโฟโตทรานซิสเตอร์และโฟโตเซลล์ ด้านหน้าของเครื่องรับมีการติดตั้งส่วนประกอบออพติคอลเช่นเลนส์และรูรับแสง ด้านหลังเป็นวงจรตรวจจับซึ่งสามารถกรองสัญญาณที่มีประสิทธิภาพและใช้สัญญาณได้