超导材料从超导态（零电阻态）转变向正常态（电阻态）之间有一个温度间隔，这个间隔称为超导转变宽度。在转变宽度内，温度的细微变化，将导致超导材料的电阻率发生显著改变。超导转变边缘单光子探测器是将一些超导转变宽度非常窄（毫开尔文量级，mK）的超导材料制备成薄膜，利用恒压偏置，将超导薄膜偏置在转变宽度内，当一个入射光子被超导薄膜吸收后，产生微小热量使薄膜温度升高，导致电阻改变。由于是恒压偏置，通过超导转变边缘单光子探测器的电流将发生改变。用低噪声的超导量子干涉仪可以读出这个电流变化，从而检测出单个光子信号。超导转变边缘单光子探测器具有极高的探测效率和极低的暗计数，探测效率可以达到98%以上，而暗计数小于10^-2赫兹，同时还具有光子数分辨能力。由于是热敏机制，超导转变边缘单光子探测器的恢复时间比较长，在微秒量级。因此，其最大计数率只能达到几十千赫兹，时间抖动几十纳秒。超导转变边缘单光子探测器工作频带非常宽，可以实现从近红外到γ射线的单光子探测，并同时具有光子能量的分辨能力。