传感器是直接获得目标物信息的仪器，用以测量和记录目标物的电磁辐射强度和特性，是遥感技术系统的重要组成部分。
人的眼睛是一种卓越的“传感器”，它具有一个可变焦距的透镜和一个自动调节的孔径，在可见光范围内有很高的光谱分辨率。由于技术的进步和应用领域的不断开拓，在研制传感器时，对其功能的要求比人眼有了很大提高，例如感应的波谱范围更宽，从紫外线到可见光、红外线，并延伸到微波；提高光谱分辨率和空间分辨率；要求在夜晚或恶劣天气情况下也能使用；并有一定的穿透能力等等。
传感器通常由收集器、探测器、信号处理器和输出设备组成，如下图所示。
传感器的工作原理遥感目标物的电磁辐射由透镜、反射镜或天线等接收和集聚，然后送给探测器。探测器是用来测量电磁辐射性质和强度的器件，有感光胶片、光电管、微波检测器等，其工作的波谱范围各不一样。它是传感器的重要组成部件。典型的信号处理器是放大器。经过处理后的信号以影像胶片、扫描图形、磁带记录、波谱曲线等形式输出。几乎所有的传感器均由上述几个部分组成，只是在不同的仪器中，在组合上稍有差异而已。
传感器是根据特定用途而设计的，它的工作波段、工作方式及输出方式是各不相同的。
有些传感器只是被动地探测目标物所反射或辐射的电磁波辐射，如摄影机（照相机）、红外扫描仪和多波段扫描仪等，称为被动式传感器；另一种是主动式传感器，如雷达，它本身发射出电磁波，然后接收它的回波。
根据记录方式，可分为非成像的和成像的两类传感器。非成像传感器是以数字或图形输出的，如野外光谱仪、红外辐射计等；而成像传感器则是以影像表示，如摄影机、扫描仪、成像雷达等。
在不同工作波段，适用的传感器是不一样的，如摄影机主要用于可见光范围，扫描仪的工作波段较宽，可用于可见光及红外波段，而雷达则用于微波波段。