量子阱红外探测器是在半导体超晶格物理和分子束外延技术的基础上实现的，其工作波段可以覆盖3～20毫米的红外大气窗口波段。量子阱红外探测器的工作原理是：利用量子阱导带（价带）中形成的子带间跃迁并激发到激发态的电子（空穴），通过电场作用形成光电流，实现对红外辐射的探测。与传统的利用带间跃迁原理工作的红外探测器有所不同，量子阱红外探测器中子带间的激发跃迁是通过掺杂来实现的，其红外吸收主要来源于导带或价带掺杂阱中电子或空穴在量子阱子带间的跃迁。其中位于量子阱基态的电子吸收红外光子后被直接激发到势垒以上的连续态能级，进而在外电场的作用下形成光电流。

量子阱红外探测器由于可以人为地控制生长材料的能带结构，因此在材料的选择、器件的制备以及性能的优化等方面具有很大的灵活性。量子阱红外探测器材料主要集中在晶格匹配的砷化镓（GaAs）/铝镓砷（AlGaAs）系材料。此外，从优化器件性能、调整器件工作波长以及改善器件工作条件等方面出发，人们同时研究了铟镓砷（InGaAs）/砷化镓（GaAs）、铟镓砷（InGaAs）/铟铝砷（InAlAs）、铟镓砷（InGaAs）/磷化铟（InP）、砷化镓（GaAs）/镓铟磷（GaInP）以及四元铟镓砷磷（InGaAsP）/磷化铟（InP）等材料体系，人们利用这些材料制备了各种量子阱红外探测器。

量子阱红外探测器由于能带结构的可控性以及材料和器件工艺的成熟性、稳定性等方面的优势，使得其在大面阵红外焦平面器件以及双色、多色器件研制中具有明显的优势。