光纤温度探头包括光纤和感温探头。光纤用于传导光信号，采用多股玻璃光导纤维，外层包有耐高温的铁氟龙护套管。感温探头是在光纤末端粘结上荧光材料，用于感知温度。光纤温度探头所用的材料都是耐高压绝缘材料，可直接放置于电气设备的感温部位，如变压器的绕组和铁心，开关柜母排，整流器元件等，直接感知温度，同时又与温控系统电气绝缘隔离。
光纤温度解调器用于解读温度探头感知的温度信息，其结构包含由发光二极管、光电二极管、滤光片和透镜组成的光路部分与信号放大处理和单片机组成的电路部分。其工作原理为：
光路部分由发光二极管发出紫外脉冲激励光，经滤光片折射，通过透镜聚光，导入光纤；激励光通过光纤传导，激发感温探头末端内的荧光材料,产生荧光；当激励光熄灭后，荧光余辉形成反射光，通过光纤传导回传、透镜聚光、滤光片过滤、投射到光电二极管接收。
电路部分由光电二极管将接收到的光信号转换为电信号，通过信号放大电路处理后输入单片机；放大处理后的光电信号。单片机进行电信号的模/数转换，由软件完成数值计算得到荧光寿命t，最终转换得到所测的温度值。单片机通过串行通讯接口将温度值传送到系统上位机。
