Optický (fotoelektrický) senzor v detektorech kouře funguje na principu detekce změn světelného paprsku uvnitř komory detektoru. Když se kouř dostane do komory, rozptýlí světelný paprsek, což spustí alarm. Tento typ senzoru je obzvláště účinný při detekci kouře z doutnajících požárů, jako jsou hořící textilie nebo papír. Optické senzory jsou energeticky úsporné a méně náchylné k falešným poplachům.