光電効果（物質に光が入射したときに電子が放出される現象）を利用し、さらにこの光電子を2次電子放出効果（物質に電子が入射したときに別の電子が放出される現象）を用いて増倍（100万～1000万倍）することによって微弱な光を検出する真空管型のセンサー。略してフォトマル、ホトマルともよばれる。フォトン（光子）1個の検出も可能であるほど高感度な検出器を構成可能であることから、各種の分析機器、工業用検査装置、臨床検査装置等に広く用いられている。一般的に使用される管の直径は10mmから数cm程度であるが、ニュートリノの観測装置「スーパーカミオカンデ」には、直径50cmの光電子増倍管が約1万本使用されている。