Uma fotocélula é composta por um semicondutor, cujo funcionamento depende da intensidade da luz incidente. Quando a quantidade de luz excede uma certa frequência, os elétrons do semicondutor são deslocalizados ou "liberados" e uma fotocélula começa a conduzir. Quando a luz é menor, nenhum elétron é liberado e a fotocélula não conduz.
O semicondutor usado em uma fotocélula geralmente tem uma resistência muito alta. Isso permite que a fotocélula interrompa completamente o fluxo de corrente quando não houver luz. Quando a luz incide sobre a fotocélula, ela transmite energia para a parte semicondutora da célula. A frequência da luz incidente é diretamente proporcional à energia transferida, portanto, quanto mais luz, mais energia transmitida. Quando essa energia excede um determinado nível, os elétrons do semicondutor são deslocalizados e a fotocélula começa a conduzir. Esta é a razão pela qual uma fotocélula conduz eletricidade quando uma alta intensidade de luz é submetida a ela.
Uma aplicação comum da fotocélula é o resistor dependente de luz. LDRs são comumente usados em sensores de luz, luzes de rua e soluções de iluminação com eficiência energética. Uma fotocélula também desempenha um papel muito importante no uso eficiente da luz do dia, desligando as luzes quando a luz natural atinge um nível normal.
