Фотоэлеме́нт, фотоэлектронный прибор, в котором в результате поглощения энергии падающего на него оптического излучения генерируется эдс (фотоэдс) или электрический ток (фототок). Фотоэлемент, действие которого основано на внешнем фотоэффекте, представляет собой электровакуумный прибор с двумя электродами – фотокатодом и анодом, помещёнными в вакуумированный либо (реже) газонаполненный стеклянный баллон. Световой поток, падающий на фотокатод, вызывает фотоэлектронную эмиссию с поверхности катода, в результате при замыкании цепи фотоэлемента в ней протекает фототок, пропорциональный световому потоку.

Фотоэлемент, действие которого основано на внутреннем фотоэффекте, представляет собой полупроводниковый прибор с p–n-переходом, изотипным гетеропереходом или контактом металл–полупроводник. При поглощении оптического излучения в таком фотоэлементе увеличивается число свободных носителей заряда внутри полупроводникового прибора, которые пространственно разделяются электрическим полем перехода (контакта). Избыток носителей заряда, возникающий по обе стороны от потенциального барьера, создаёт в полупроводниковом фотоэлементе (ПФ) разность потенциалов, т. е. фотоэдс. При замыкании внешней цепи ПФ через нагрузку начинает протекать электрический ток. В качестве материала для ПФ, как правило, используют селен (Se), арсенид галлия (GaAs), сульфид кадмия (CdS), германий (Ge) и кремний (Si).

Фотоэлементы обычно служат приёмниками оптического излучения, применяются в автоматической контрольной и измерительной аппаратуре, устройствах кино- и фототехники, факсимильной связи и др. ПФ используются также для прямого преобразования энергии солнечного излучения в электрическую (например, в солнечных батареях, фотоэлектрических генераторах).