光电晶体管是一种NPN结构的半导体元件。由于这种NPN结构，光电晶体管具有能够获得比光电二极管更大的输出信号的特性。 （见图2左）
光电晶体管的NPN结构利用晶体管来放大光电二极管的输出。当对应于半导体能隙的光入射时，价带中的电子被激发到导带。
这导致向N层移动，并且空穴向P层移动。从 N 层到 P 层的这种移动在结处产生正向偏置，导致电流流动。 （见图2右）
用作光电晶体管的晶体管的特征在于不具有基极。然而，由光接收产生的光电流变成基极电流，并且该基极电流被集电极放大。
