Fotodiood on elektriseade, mida kasutatakse valguse tuvastamiseks ja muundamiseks energiasignaaliks fotodetektori abil. Fotodiood võib valguse edastamiseks dioodiahelasse kasutada fiiberoptilist elementi, et muuta see energiaks. Sama funktsiooni võib see täita ka päikesepaneeli või aknaga sarnase seadme kaudu.
Enamikul juhtudel kasutatakse fotodioodi elektriseadmele käivitussignaali edastamiseks, kui see puutub kokku UV- või röntgenikiirgusega. Seda võib kasutada ka sama käivitussignaali edastamiseks, kui valgusallikas on välja lülitatud või fotodiood on valgusallikast blokeeritud. Teine funktsioon, mida fotodiood võib täita, on hoida elektriseadet töös valguse muundamisel toitesignaaliks või pingeks.
Fotodiood töötab peamiselt kas PIN- või PN-ühendusstruktuuril. See tähendab, et hetkel, kui valgusallikas, näiteks UV- või röntgenikiirgus, suudab dioodini jõuda, on dioodi sees toimuv reaktsioon elektronide vastasmõju. See elektronidevaheline interaktsioon loob positiivselt laetud augu, mis liigub loomulikult ahela anoodiühenduse suunas. Samal ajal tõmbuvad ergastatud elektronid loomulikult katoodiühenduse poole.
Need kaks looduslikult esinevat reaktsiooni valgusallikale loovad nn fotovoolu. See tähendab, et valgusallikas on muudetud energiaks, mille tulemuseks on tavaliselt valgusallika muundamine pingeks. See muundatud energia suunatakse seejärel selle elektriseadme sisendsignaali vooluringi, millega see on ette nähtud ühendamiseks. See võimaldab fotodioodi sisendsignaalil toita elektriseadet valgusallikast toodetud energia kaudu.
Fotodioodidel on erinevaid kasutusviise, olenevalt sellest, milleks neid kasutatakse. Näiteks fotogalvaanilises režiimis kogutakse ja salvestatakse signaal, mis tekib valgusallikaga kokkupuutel dioodist. Seejärel hajutatakse see väljundsignaalina vastavalt seadmele või seadmetele, millega see on ühendatud.
See kasutusviis on üldiselt asjakohane päikesepaneelide puhul. Teist kasutusviisi nimetatakse fotojuhtivaks. Selles režiimis kasutatakse dioodi valgusallikaga kokkupuutel tekkivat energiat otsese toitesignaalina selle elektriseadme jaoks, mida dioodi toiteks kasutatakse.