最常见的做法是将绝缘金属微丝制备的电极粘接在一段光纤上，作为记录点的电极前端稍微超过光纤端面，以便记录光激活的神经活动。

光电极在工作时，由光源发出的光耦合进入光纤，继而由另一端输出，照射在经过光基因（Optogenetic）转染过的细胞上，当光强和波长适当时，细胞膜上的光敏离子通道将被激活，引发细胞产生电活动，继而这种电活动的变化被光电极上的电极所记录。与电刺激-电记录的模式相比，由于光基因操作具有很强的指向性和选择性，光刺激可以诱发产生电活动的神经元或神经元类型是确定的，而不是电刺激那样超过刺激阈值的全激发，因此很快就成为神经科学研究的利器。

除了前面提到的光纤上粘附电极丝的做法，集成是光电极的做法也很普遍，如将波导集成在电极上；或将电极集成在波导上，也有直接将尺寸很小的LED集成在电极上制备成光电极，这样对自由移动动物来说，少了光纤的羁绊会方便很多。