Явление фотоэлектронной эмиссии применяется в различных областях науки и техники, среди них:

• Солнечная энергия. 13 Фотоэлементы используются в солнечных панелях для преобразования солнечной энергии в электричество. 1
• Техника звукового кино. 2 Фотоэлементы в ней выступают в роли преобразователей модулированного светового потока в электрические колебания звуковой частоты. 2
• Регистрация и измерение инфракрасного излучения. 2 Также фотоэлементы применяются для сигнализации и локации в видимых и инфракрасных лучах, в технике ночного видения. 2
• Системы оптической связи. 2 Используются в системах на лазерах. 2
• Исследование поверхностей материалов. 4 Анализ энергий и углов вылета фотоэлектронов позволяет проводить такую диагностику. 4
• Медицина. 4 Электронно-оптические преобразователи, основанные на внешнем фотоэффекте, применяются для усиления яркости рентгеновского изображения, что позволяет значительно уменьшить дозу облучения человека. 4
• Космические исследования. 1 Фотоэлементы используются для сбора солнечной энергии и питания космических аппаратов на орбите. 1