光敏电阻的工作原理基于内光电效应。当光线照射到半导体光敏材料上时，材料中的电子会因光子的能量而跃迁，产生电子—空穴对。这些电子—空穴对会减少材料中的自由电子数量，从而降低电阻值。随着光强的增加，产生的电子—空穴对数量增多，导致电阻值进一步降低。光敏电阻通常由金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体材料制成，这些材料具有较高的光敏感性。

为了提高灵敏度，光敏电阻的两个电极通常设计成梳状，并制作在绝缘衬底上的薄层光敏电阻体上，再配以梳状的欧姆电极，并封装在带有透明窗口的密封壳体内，以防潮气影响其性能。当光线消失后，电子—空穴对会复合，光敏电阻的阻值随之恢复。

当电压施加在光敏电阻的两个金属电极上时，如果有光线照射，电流会随着光强的增加而增大，从而实现光电转换。光敏电阻无极性，可以用于直流或交流电压。

光敏电阻的优点包括：使用环氧树脂胶封装，可靠性好；体积小；灵敏度高；反应速度快；光谱特性好。然而，它也有一些缺点：在强光照射下光电转换线性较差；光电驰豫过程较长，即光照后，半导体的光电导会随光照时间逐渐上升，并在一段时间后达到定态值。光照停止后，光电导逐渐下降；频率响应（检测快速变化的光信号的能力）很低；受温度影响较大，响应速度不快，延迟时间在毫秒到秒之间，且受入射光的光照度影响。