光電倍增管是光電效應通過放大由發射的電子，是以實現高靈敏度的光傳感器。光電倍增器也可被稱為PMT。

具有超高靈敏度，高速運行，低噪聲，受光面積大等優點，可檢測多達一個光子（光子計數），光譜分析，高能物理，天文學，制版用鼓式掃描儀，醫學診斷（伽瑪相機，PET），血液分析，石油勘探，環境測量，生物技術，半導體制造，材料開發等應用。

在高真空玻璃（或金屬）容器中封入光電陰極，約10個稱為倍增極二次電子倍增電極，陽極和其他電極結構。有?在陰極（負號）和陽極（正號）之間施加大約1000 V的電壓，并在其之間的打拿極上施加大約100 V的漸變電壓以加速電子。具有小的功函數的堿金屬被用于光電陰極。如右圖所示，大致分為光從頭部進入的“正面型”和光從側面進入的“側面型”。

從光入射窗入射的光子能量從光電陰極光電子錘擊和光電子聚焦電極具有由加速電壓給定的能量撞擊電子倍增部的xxx倍增極有效地被引導。結果，單個光電子撞擊多個二次電子，這些二次電子進入第二倍增極并進一步倍增。這樣，二次電子通過相鄰倍增極之間的電位差而加速，并在通過電子倍增器時一個接一個地倍增，最終變為數十萬至一千萬倍或更多。它到達陽極，并作為信號電流取出。例如，如果有10個倍增極，其二次電子發射比為5，則總增益達到5的十次冪（約1000萬）。