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。
1、对射式
对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。
2、反射板式
反射板式的检测模式中，一个传感器本身既有发射器又有接收器。发射器发射光照到反射板上，反射光再返回接收器上。当物体挡住光束时，被测物就被检测到了。反射板式传感器的检测距离为从传感器到反射板的距离。其有效光束通常为锥形，从镜头边沿到反射板边沿。特殊情况下与此不同，如：当传感器离反射板太近时，光束不能全部覆盖整个反射板；或者发射光为激光 光束时。在这些情况下，有效光束的尺寸扩展不到反射板的整个面积。
3、接近检测模式
接近检测模式的光电和超声波传感器是通过检测从被测物反射回来的能量来判断是否有被测物。例如，当超声波传感器接收到被测物反射回来的声波时，被测物就被检测到了。这种传感器的发射器和接收器是组装在一起的，且在传感器的同一侧。在这种检测模式中，当被测物出现时，它把一定数量的光反射回传感器而不象对射式检测模式中是把光挡住。光电的接近检测模式又分为以下几种检测方式：直反式、宽光束式、聚焦式、定区域式和可调区域式。
4、直反式
光电传感器中，直反式传感器是一种常用的检测模式。在这种方式中，发射器发出的光以多种角度照到被测物表面上，被测物表面同样以多种角度对入射光进行反射，其中只有很小的一部分被反射回接收器。
直反式检测模式对光能的利用率相对较低，因为其接收器只能接收到很小一部分的反射光。同其他接近检测模式一样，直反式也受被测物表面反光率的影响。对于具有亮白表面的被测物，传感器的检测距离就要比暗黑表面的物体要远。
5、聚焦式
多数聚焦式传感器是给发射器加装一个镜头，使发射光聚焦在镜头前面的某一点，同时接收器镜头的焦点也在此处。这样就在固定距离处形成了一个小的能量集中的检测区域。
聚焦式传感器对反射光的利用率很高，它能可靠检测一般直反式或宽光束直反式传感器所不能检测到的小物体和反光率非常低的物体。
6、定区域式
定区域式传感器是一种光电接近式传感器，它具有很明确的检测范围，能忽略此范围以外的物体而不受此物体表面反光率的影响。
定区域式传感器是通过比较落在两个接收器上的反射光的多少来判断被测物是否出现。如果落在接收器R2上的反射光等于或多于落在R1上的反射光，则传感器检测到被测物。
7、可调区域式
就象定区域式一样，可调区域式传感器可以区分位于不同距离处的物体，在这种情况下，检测距离是可调的。可调区域式传感器的接收器能产生两个电流 I1和I2，这两个电流的比值随反射光落在接收器上位置的不同而会有所变化。传感器关断点的位置与这个比值有直接的关系，此关断点的位置可通过电位器 来调整，即使位于关断点以外的物体具有很强的反光率，传感器依然会将其忽略。
8、光纤式
实际上，光纤式并不是一种具体的检测模式，使用不同的光纤可以组成不同的检测模式。使用分离式光纤可以组成对射式的检测模式，使用一体式光纤可以组成反射板式或接近式检测模式，特殊的光纤可以定制，下图的光纤是在检测头使用了特殊的结构，使其形成了聚焦式检测镜头。
9、超声波接近模式
交流电压供电后，超声波发生器产生震动。这种震动交替压缩和撞击空气分子使其不断地向外传送超声波，同时超声波发生器也能接收超声波的回波。
超声波传感器根据其发生器的不同分为：静电式和压电式，静电式传感器用来进行长距离检测，通常能达到6-7米。这种长距离的传感器常用来检测大容器的液位等。压电式传感器通常只有较短的检测距离，一般在1米左右，但密封较好，能用在恶劣的环境下。