عملکرد آشکار‌سازفوتو مولتی پلایر به این صورت است که در مسیر فوتون ورودی چندین کاتد قرار می‌گیرد که می‌توانند این فوتون را حتی در حالتی که شار ورودی خیلی کم است آشکار نماید.
به علت توانایی بالای PMT در میزان بالای تقویت و پارازیت کم کاربردهای بسیاری در فیزیک هسته‌ای در عکس برداری پزشکی و آنالیز خون و نجوم دارند.
از کاربردها ی دیگر PMTها می‌توان به دوربین‌های دید در شب اشاره کرد.