Fotodirenç veya ışığa bağımlı direnç (LDR) olarak da bilinen fotosel, fotoiletkenlik prensibine göre çalışır. Gelen ışığın yoğunluğuna yanıt olarak elektrik direncini değiştiren bir tür yarı iletken cihazdır. Bir fotoselin temel bileşeni, iletkenliği ışığa maruz kalma ile değişen, genellikle kadmiyum sülfür (CDS) veya kadmiyum selenit (CDSE) gibi ışığa duyarlı bir malzemedir. Işığa duyarlı malzemenin üzerine ışık düştüğünde, fotonlar malzemedeki elektronları harekete geçirerek malzemenin elektrik direncini azaltır. Dirençteki bu değişiklik gelen ışığın yoğunluğuyla doğru orantılıdır. Bu nedenle fotoseller, ortamdaki ışık seviyelerini tespit etmek için veya otomatik aydınlatma sistemlerinde sensör olarak kullanılır; burada ışığın varlığına veya yokluğuna bağlı olarak ışıkları açma veya kapatma gibi eylemleri tetiklerler.
Bir fotosel, ışığa duyarlı malzemesinin fotoiletkenliğini kullanarak çalışır. Ortam ışığı fotoselin üzerine düştüğünde, ışıktan gelen fotonlar ışığa duyarlı malzemedeki elektronları harekete geçirerek onların hareket etmesine neden olur ve böylece malzemenin elektrik direncini azaltır. Dirençteki bu değişiklik, algılanabilen ve ölçülebilen fotoselden geçen akım akışını değiştirir. Daha yüksek ışık yoğunluğu daha fazla elektronik uyarıma ve dolayısıyla daha düşük dirence neden olurken, daha düşük ışık yoğunluğu daha yüksek dirençle sonuçlanır. Bu özellik, Fotosellerin, ürettikleri elektrik sinyallerini ayarlayarak ortam ışık seviyelerindeki değişikliklere yanıt veren ışık sensörleri olarak işlev görmesine olanak tanır. Fotoseller sokak lambaları, kameralar, güneş panelleri ve ekranlar için otomatik parlaklık kontrol sistemleri gibi uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Fotoselin temel işlevi, bulunduğu ortamdaki ışık düzeyini tespit etmek ve ölçmektir. Işık yoğunluğundaki değişiklikleri elektrik direncindeki karşılık gelen değişikliklere dönüştüren fotoseller, ortamdaki ışık koşullarını izlemek için uygun bir yöntem sağlar. Bu özellik özellikle hava karardığında yanan ve tekrar aydınlandığında sönen sokak aydınlatması gibi otomatik aydınlatma ayarı gerektiren uygulamalarda kullanışlıdır. Fotoseller aynı zamanda ışıkların yalnızca gerekli olduğunda kullanılmasını sağlayarak, dış ve iç aydınlatma sistemlerinde elektrik tüketimini azaltarak enerji tasarrufu girişimlerinde de önemli bir rol oynuyor.
Fotosel gibi cihazları içeren bir fotosensörün prensibi, ışık enerjisini elektrik sinyaline dönüştürmektir. Fotosensörler, ışığı algılamak ve gelen ışığın yoğunluğuyla orantılı elektriksel tepkiler oluşturmak için fotovoltaik hücreler, fotodirençler ve fotodiyotlar gibi çeşitli teknolojileri kullanır. Fotosellerde (fotodirençler), ışığa maruz kalma nedeniyle elektrik direncindeki değişiklik, ışık seviyelerinin tespit edilmesinde temel oluşturur. Fotosensörler, ışık seviyelerinin hassas izlenmesi ve kontrolünün gerekli olduğu otomatik aydınlatma sistemlerinde, güneş enerjisi toplamada, optik iletişimde ve endüstriyel otomasyonda geniş uygulama alanı bulur.
Fotoelektrik etki ilkesi, bir malzeme yüzeyine gelen fotonların (hafif parçacıklar) malzemeden elektronları nasıl çıkararak bir elektrik akımı ürettiğini açıklar. Bu etki ilk olarak Albert Einstein tarafından açıklanmıştır ve ışık ile madde arasındaki etkileşimin anlaşılmasında temel teşkil etmektedir. Yeterli enerjiye sahip fotonlar bir metal veya yarı iletken yüzeye çarptığında, elektronlara enerji aktararak malzemenin iş fonksiyonunun (malzemeden bir elektronu serbest bırakmak için gereken minimum enerji) üstesinden gelmelerini sağlar. Dışarı atılan elektronlar, fotoosel, fotodiyot ve güneş pilleri gibi çeşitli cihazlarda ölçülebilen ve kullanılabilen bir elektrik akımı oluşturur. Fotoelektrik etki, fotoelektrik sensörlerin ve diğer ışık algılama cihazlarının çalışmasının temelini oluşturur ve onu modern fotonik ve optoelektronik teknolojilerinin temel taşı haline getirir.