量子点红外探测器的发射极和收集极分别是最顶层和最底层，这两个层面也是量子点红外探测器的重掺杂层。
具体来说，量子点红外探测器的工作原理如下图所示：
由图中可以看出，当量子点红外探测器受到光场辐射就会在其导带上产生跃迁，从而产生光电离效应以及自由电子。当电子注入发射极时，就会被量子点俘获或者是直接漂移到量子点探测器的收集极。其中，在量子点探测器有源区有红外辐射时，量子点就会通过光电离效应就会使得相关的电子向收集极，从而达到形成光电流的目的。
与其他的探测器相比，量子点红外探测器具有垂直入射光响应便捷、器件成本低、工艺较简单、调谐能级间隔参数多、抗辐射能力强等优势以及特点。在空间环境中，对于探测器的温变特性、辐射特性等方面的要求都比较高，而量子点红外探测器可以在很大程度上满足空间环境的要求，所以说量子点红外探测器在空间光电系统中的应用比较广泛。