O foto-diodo é um diodo de junção construido de forma especial, de modo a possibilitar a utilização da luz como fator determinante no controle da corrente elétrica. Quando a junção é inversamente polarizada, na ausência de luz incidente na mesma, a corrente é praticamente nula. O número de portadores dessa junção, e com ele a corrente elétrica, aumenta com o aumento da intensidade luminosa no cristal.
O funcionamento do foto-diodo baseia-se no fato de que os fótons que se chocam com a junção produzem pares de elétron-lacuna, por cederem sua energia, facilitando a corrente elétrica. O feixe de luz incidente na junção tem efeito semelhante ao da corrente de base em um transistor convencional, Quando a luz incide exatamente na junção, a resposta do foto-diodo é maior, reduzindo-se rapidamente de cada lado da junção, à medida que se afasta dela
Os foto-diodos respondem muito rapidamente às variações de luz. Respostas a centenas de megahertz são possíveis, possibilitando as mais diversas aplicações para esse componente. Verifica-se a aplicação de foto-diodos nos foto-acopladores, circuitos digitais, controles remotos, etc.