光电倍增管有两种形式，即早期的达纳极光电倍增管与后来发明的微通道板光电倍增管。达纳极光电倍增管由光阴极，倍增极和阳极等组成。由玻璃封装，内部高真空。由于倍增极处于阳极anode和阴极cathode之间，所以英文将其命名为dynode，也叫二次发射极。倍增极由一系列达纳极制成，每个达纳极工作在较前极更高的电压下。达纳极光电倍增管接受光的方式分为端窗和侧窗两种。

      达纳极光电倍增管的工作原理：光子撞击光阴极材料，克服了光阴极的脱出功而发出光电子。经电子加速，聚焦，带着更高的能量撞击第一级达纳极，发射更多的能量电子。这些电子依次被加速向下级达纳极撞击，导致一系列几何级数的倍增，最后电子到达阳极，电荷累积形成尖锐电流脉冲，可表征输入的光学信号。

     微通道板光电倍增管，均为端窗光电倍增管。适于受照面积大的应用，典型的微通道板光电倍增管组成包括输入光窗，光阴极，电子倍增极与电子收集极-阳极。

     微通道板是一种大面积阵列高空间分辨率的电子倍增器，并具备非常高的时间分辨率，主要用做高性能夜视仪象增强器，并广泛应用于各种科研领域。微通道版以薄片为基片，在基片上以数微米到十几微米的空间周期以六角形周期排布孔径比周期略小的微孔。一块微通道板上约有上百万微通道，二次电子可以通过道壁上的碰撞倍增放大。

     微通道板是一种特殊光学纤维器件，是一种先进的具有传输增强电子图像功能的电子倍增器。具有体积小，重量轻，分辨率好，增益高，噪声低，使用电压低等特点。它利用其二次电子发射特性，可使高速碰撞在内壁通道上电子成倍增加，达到万倍以上电子增强。利用这种特性，微通道板广泛应用于光电倍增管，象增强器，微光电视，X光象增强器，高速示波器以及单光子计数，X射线，紫外光子，电子，离子，带电粒子，亚原子粒子的探测中。

     光电倍增管可用于单光子计数技术，对微弱信号进行探测和纪录，如用激光研究材料表面的非线性光学效应。为了减少热电子噪声干扰，可将光电倍增管接收器置于零下60度干冰（固体二氧化碳）环境中。