Trong nhiều năm, photocathode là biện pháp duy nhất chuyển ánh sáng thành một dòng điện tử. Do đó nó là yếu tố then chốt trong các thiết bị quang điện tử, chẳng hạn như đèn camera truyền hình cổ như Orthocon và Vidicon.[5]

Các đèn quang (Phototube) đơn giản được sử dụng để phát hiện chuyển động và đếm. Chúng cũng dùng cho đọc đường ghi âm thanh trên phim nhựa. Sự phát triển gần đây của các linh kiện bán dẫn như photodiode đã làm giảm việc sử dụng các photocathode.

Ngày nay photocathode dùng trong việc phát hiện lượng sáng cực nhỏ, cỡ một hay vài photon như ở Đèn nhân quang điện. Nó cũng dùng trong môi trường có nhiệt độ cao mà linh kiện bán dẫn không chịu đựng nổi.