利用光纖通信和光電子器件，對處於高電位的各種物理量進行測量和傳輸的技術。其基本原理如圖所示。在高電位處，各種傳感器在相應的物理量的作用下產生信息，這些信息通過調製器對發光二極管或激光管等光源發出的光進行調製，具有高絕緣強度的光纖把攜帶信息的被調製光傳輸到低電位端，然後將光信號變成電信號，經解調後得出反映高電位處的物理量的信息。
光電測量系統可分為有源系統和無源系統。
在有源系統中，光源在高壓端。處於高電位的測量系統具有對光源和電子器件供電的電源。在這種系統中信息通過調製器對光源發出的光進行直接的強度調製（內調製）。調製的方式有模擬調製法（如調幅、調頻等）和數字調製法（如脈衝編碼調製）。這種系統比較簡單，可適用一切能把各種物理量變為電量的場合，但需高壓端供電。它已作成各種測量工頻電流、衝擊電流、電暈電流、電場強度等量的裝置。
在無源系統中，光源置於低電位處。在高電位處不需要供電電源。光從低電位處發出，通過光纖傳送到高電位處的無源調製器。在該處信息通過調製器對光進行間接調製（外調制），如對光的偏轉狀態進行調製，對光波的相位、波長及頻率進行調製等。然後把帶有信息的光經光纖傳到地面，經解調後，得出高電位處的信息。某些特製的光纖本身就是傳感器和調製器。無源系統可以測量電壓、電流、温度、壓力、電場強度、磁場強度等數十種物理量。
光電測量系統因使用不導電的光纖傳輸信息，因而可以方便地使用在電壓極高的場合。其靈敏度高、重量輕、尺寸小、抗電磁干擾性強，可以測量種類繁多的物理量。
