量子阱红外光子探测器是由非常薄的GaAs和AlxGa1-xAs晶体层交叠而成的，在内部形成多个量子阱。采用分子束外延技术可将GaAs和AlxGa1-xAs晶体层的厚度控制到几分之一的分子层的精度。
GaAs材料的带隙为1.35电子伏特，通常不能制造波长不大于0.92微米的探测器。但量子阱内电子可处于基态或初激发态。器件的结构参数可保证受激载流子能从势阱顶部逸出。并在电场的作用下，被收集为光电流。
QWIP响应的峰值波长是由量子阱的基态和激发态的能级差决定的，它的光谱响应与本证红外探测器不同，QWIP的光谱响应峰较窄，较陡。但它的峰值波长、截止波长可以灵活、连续地剪裁，在同一块芯片上制造出双色、多色的成像面阵。
与其它光子探测器相比，QWIP独特之处首先在于它的响应特征可通过制造理想的束缚能级的方法来修正。改变晶体层的厚度可改变量子阱的宽度，改变AlGaAs合金中Al的分子比，可改变势阱高度，从而在较大范围内调整子能带之间的带隙，探测器就可以响应3至20微米的辐射。其次，它获得真正的“无噪声”固态光电倍增效应。
由于QWIP采用了GaAs生长和处理的成熟技术，可以制作成大规模的成像面阵。“度身定制”的量子阱阵列完全可以做到：每个红外探测器具有要求的峰值响应，并且阵列中的每一个探测器可以和一个独立的光电倍增管相连。这样的阵列就好像是一个大数目的光电倍增管，不同的是它有高的量子效率，可以工作在较长波长，并有较小的结构尺寸和较低的功耗。
量子阱探测器的缺点是光谱响应峰较窄，因此，研制宽波段的红外大规模面阵是发展趋势，如8-14微米、100万像素的量子阱成像面阵。可以预见，届时红外相机和可见光CMOS相机的差距将大大缩小。