碼盤：通常為圓形薄片（旋轉編碼器）或條形薄片（直線編碼器），由透明和不透明區域交替組成（類似 “光柵"），隨機械運動同步轉動或移動。

光源：一般為發光二極管（LED），提供穩定的入射光。

光敏元件：如光電二極管、光電三極管，接收透過碼盤的光線，將光信號轉換為電信號（電流 / 電壓變化）。

當碼盤運動時，透明區域允許光線通過，光敏元件接收光信號并輸出高電平；不透明區域阻擋光線，光敏元件輸出低電平。

隨著碼盤持續運動，光敏元件會輸出一系列交替的高低電平信號，即脈沖信號。通過計數脈沖數量可計算位移量（如旋轉角度），通過脈沖頻率可計算運動速度（如轉速）。

部分編碼器會設置兩組相差 90° 相位的光敏元件（A 相和 B 相），通過判斷 A、B 相脈沖的先后順序，可識別運動方向（例如：A 相超前 B 相為正轉，B 相超前 A 相為反轉）。

還可能包含一個 “零位脈沖"（Z 相），每轉一圈輸出一個脈沖，用于校準初始位置。