光电传感器的检测模式分为如下几类：对射式、反射板式、偏振反射板式、直反式、宽光束式、聚焦式、定区域式和可调区域式。其中，直反式、宽光束式，聚焦式、定区域式和可调区域式有时又归类于“光电接近检测模式”(注意：不要与电容式或电感式接近开关混淆)。对于光纤传感器，如使用对射光纤，则为对射式检测模式;如使用直反式光纤，则为接近式检测模式。超声波传感器分对射式和接近式两种检测模式。
对射式
射式检测方式的发射器和接收器相互对射安装，发射器的光直接对准接收器。当被测物挡住光束时，传感器输出产生变化以指示被测物被检测到。
对射式是最早使用的一种光电检测模式。在调制光出现之前，发射器和接收器的对准是一个很大的难题。今天，对于使用高能调制光的光电传感器，将发射器和接收器对准已非常容易。
光路对准-对射式
光路对准可使最大数量的发射光到达接收器，发射光要位于接收区域的中央位置。
当发射器为可见光时，为使光路对准方便，在接收器镜头的正前方放一浅色的标定物，通过观察照在标定物上的光斑来调整发射器位置。将标定物移开，观察传感器上的过量增益指示灯，细调发射器和接收器的位置以达到最佳的对准位置。
检测距离-对射式
检测距离是传感器一个很重要的参数。对于对射式传感器，此参数是指传感器的发射器与接收器之间的最大距离。有效光束是指发射的所有光束中起作用的那部分，为可靠检测物体，此部分光必须要被全部遮挡。对射式检测模式的有效光束，我们可以将其比喻为连接发射器
镜头(或超声波变送器)与接收器镜头(或变送器)的一个杆，如果发射器和接收器的镜头大小不一样，则此杆会变成锥形。有效光束与发射器发射的光束或接收器的可接收区域是不一样的。
对于对射式光电传感器，在检测小的部件或进行精确定位时，其有效光束可能会太大以致不能进行可靠检测。在这种情况下，可以给传感器加装光缝来减小有效光束的尺寸。(注意：在选择光缝材料时，要注意有些非金属材料可能会被高能的调制光穿透)。
安装光缝会减小通过镜头的光的能量(光缝越小，通过的光就越少)。例如：直径20mm的镜头安装上带一5mm孔的光缝后，则通过此孔的光的能量仅为原来的(1/4)2或1/16th，如果发射器和接收器都安装了光缝，则光的能量会损失双倍。
矩形光缝与同尺寸的圆孔形光缝相比，其镜头接收光的区域较大。因此，如果被测物通过光束的方向是一定的，则优先选用矩形光缝(如边沿检测)。如果小的被测物通过光束的方向不是固定的，则优先选用圆形光缝。
如果被测物在通过时总是非常靠近发射器或接收器，则仅需安装一个光缝即可。其有效光束尺寸在有光缝的一端为光缝上孔的尺寸，在未安装光缝的一端为镜头的尺寸，成为锥形。
在使用对射式传感器检测小物体时，在使用对射式传感器检测小物体时，一方面要保证有效光束的尺寸必须小于被测物的最小尺寸，同时要使镜头保留尽可能大的可视区域，以保证足够的检测距离。一种简便的方法就是使用光纤，这种光纤检测头的出光孔有多种形状和尺寸，以适用于不同的被测物。
有些高能的经过调制的对射式传感器，在近距离使用时，有时会在被测物周围产生光能激增现象，致使传感器产生误动作。这也是为什么要求被测物尺寸一定要大于有效光束尺寸的原因之一。
对于对射式的超声波传感器，通过使用声波引导器件可以确定其波形图。此器件安装在接收器的变送器(有时也安装在发射器上)，安装此器件后，接收器对从侧面过来的声波反应就会很弱，因而可以比较可靠的检测小的物体。