光耦合器一般由三部分組成：光的發射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發光二極管（LED），使之發出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大后輸出。

　　輸入的電信號驅動光發射源，使之發光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于設備的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，具有很強的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸資訊中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在電腦數位通信及即時控制中作為信號隔離的界面器件，可以大大增加其工作之可靠性。

　　光耦合器的光發射源一般會是紅外線的發光二極管，將電能轉換為特定波長的光，在發射源及接收器之間會有封閉式的光通道（也稱為電介質通道），接收器是光感測器，感測特定波長的光，可能直接轉換成電能量，也可能由此信號調變外部電源提供的電流。接收器可以是光敏電阻、光電二極管、光晶體管、可控硅整流器（SCR）或TRIAC。發光二極管除了發射光之外，也可以作為光感測元件，因此可以用發光二極管作光感測元件，即為對稱性雙向光耦合器。光耦合的固態繼電器其中由有光電二極管的光耦合器來驅動功率開關，一般是一對互補的MOSFET。開槽光學開關包括光發射源及接收器，但其光通道有開口，若其他物體擋住開口，使光無法通過，則接收器產生的信號也會隨之變化。