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传感器直接的作用与功能就是测量，即获取被测量的信息。利用传感器，可以实现对被测对象（被测目标）特征参数的测量，在此基础上进行分析、反馈（监控）、处理，从而掌握被测对象的运行状态与趋势。
GB/T 7665—2005《传感器通用术语》对传感器的定义是：能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号的部分。
根据国家标准的定义和传感器的内涵，传感器应当从以下3个方面来理解。
（1）传感器的作用体现在测量上。获取被测量是应用传感器的目的。
（2）传感器的工作机理体现在其敏感元件上。敏感元件是传感技术的核心，也是研究、设计和制作传感器的关键。
（3）传感器的输出信号形式体现在适于传输或测量的电信号上。输出信号时需要解决非电信号向电信号转换，以及不适于传输或测量的微弱电信号向适于传输与测量的可用的电信号转换的技术问题。
传感器的基本结构如图1.8所示，其核心是敏感元件，通过转换元件将感受的被测量转换成电信号（如电阻、电容、电感、电荷等），经调理电路形成适于传输或测量的输出信号。
图1.8 传感器基本结构示意
事实上，人类的日常生活、生产活动和科学实验都离不开测量。从本质上说，测量的功能就是人类感觉器官（眼、耳、鼻、舌、身）所产生的视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉的延伸和替代。如果把计算机看作自动化系统的“大脑”，就可以把传感器形象地比喻为自动化系统的“五官”。由此可见，传感器是信息系统、自动化系统中信息获取的首要环节。如果没有传感器对原始参数进行准确、可靠、在线、实时的测量，那么无论信号转换、信息分析和处理的功能多么强大，都没有任何实际意义。因此，大力发展传感技术在任何领域、任何时候都是重要的和必要的。
（1）机械量：位移、力、速度、加速度等。
（2）热工量：温度、热量、流量（速）、压力（差）、液位等。
（3）物性参量：浓度、黏度、相对密度、酸碱度等。
（4）状态参量：裂纹、缺陷、泄漏、磨损等。
传感器按工作原理可分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、光电式传感器、光纤传感器、超声波传感器等。现有传感器的测量原理都是基于物理、化学和生物等各种原理或定律的。这种分类方法便于从原理上获取输入与输出之间的转换关系，有利于专业人员从原理、设计及应用上进行归纳性的分析与研究。
（1）能量转换型传感器：直接由被测对象输入能量使其工作，如热电偶、光电池等，这种类型的传感器也称为有源传感器。
（2）能量控制型传感器：从外部获得能量使其工作，由被测量的变化控制外部供给能量的变化，如电阻式、电感式传感器等，这种类型的传感器必须由外部提供激励源（电源等），因此也称为无源传感器。
除以上分类方法外，还可按照输出类型将传感器分为模拟式传感器和数字式传感器，按照测量方式将传感器分为接触式传感器和非接触式传感器等。
传感技术涉及传感器的机理研究与分析、设计与研制，以及性能评估与应用等。因此，传感技术具有以下特点。
（1）涉及多学科与技术，包括物理学科中的各个门类（力学、热学、电学、光学、声学、原子物理等），以及各个技术领域（材料科学、机械、电工电子、微电子、控制、计算机技术等）。由于传感技术发展迅速，敏感元件与传感器产品的更新换代周期也越来越短，一些新型传感器具有原理新颖、机理复杂、技术综合等鲜明的特点。
（2）品种繁多。被测量包括热工量（温度、压力、流量等）、电工量（电压、电流、功率、频率等）、物理量（光、磁、湿度、声、射线等）、机械量（力、力矩、位移、速度、加速度、角速度、振动等）、化学量（氧、氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等）、生物量（酶、细菌、细胞、受体等）、状态量（开关、二维图形、三维图形等），故需要发展多种多样的敏感元件和转换元件。除了基本类型外，还要根据应用场合和不同具体要求来研制大量的派生产品。
（3）具有高稳定性、高可靠性、高重复性、低迟滞和快响应，做到准确可靠、经久耐用。对于处于工业现场和自然环境下的传感器，还要求具有良好的环境适应性，能够耐高温、耐低温、抗干扰、耐腐蚀、安全防爆，便于安装、调试与维修。
（4）应用领域十分广泛。无论是工业、农业和交通运输业，还是能源、气象、环保和建筑业；无论是高新技术领域，还是传统行业；无论是大型成套技术装备，还是家用电器，都需要采用大量的传感器。例如，我国自主研制的商用飞机C919上就安装了数千类传感器，它们组成了飞机的“神经网络”，全方位地监测着飞机飞行时的各项数据；我国首次火星探测任务中，“天问一号”携带的“祝融号”火星车搭载的次表层探测雷达能够对巡视区地下浅层结构进行精细成像，深化人们对乌托邦平原演化、地下水/冰分布等关键科学问题的认识。
（5）应用要求千差万别，有量大、面广、通用性强的，也有专业性强的；有单独使用的，也有与主机密不可分的。有的要求高精度，有的要求高稳定性，有的要求高可靠性，有的要求耐振动，有的要求防爆等。因此，不能用统一的评价标准进行评估，也不能用单一的模式进行生产。
（6）相对于信息技术领域的其他技术（特别是信息处理技术），传感技术发展缓慢；但一旦成熟，其生命力强；不会轻易退出竞争舞台；可长期应用，持续发展的能力非常强。例如，应变式传感技术已有80多年的历史，硅压阻式传感器也有50多年的历史，目前仍然在传感技术领域占有重要的地位。
近年来，微电子、光电子、生物化学、信息处理等多学科、各种新技术的互相渗透和综合利用，科学家可望据此研制出一批新颖、先进的传感器。技术推动和需求牵引共同决定未来传感技术的发展趋势，突出表现在以下几个方面：一是开发新原理、新材料、新工艺的新型传感器；二是实现传感器的微型化、集成化、多功能化、高精度和智能化；三是多传感器的集成融合，以及传感器与其他学科的交叉融合，实现无线网络化。具体如下。
传感器的工作机理是基于各种物理（或化学、生物）效应，由此启发人们进一步探索具有新效应的敏感材料，并以此研制具有新原理的新型传感器，这是发展高性能、多功能、低成本和微型化传感器的重要途径。
敏感材料是传感技术的重要基础。无论是何种传感器，都要选择恰当的材料来制作，而且要求所使用的材料具有优良的机械特性，不能有材料缺陷。近年来，在传感器技术领域所应用的新型材料主要有石墨烯材料、半导体硅材料、石英晶体材料、功能陶瓷材料等。此外，一些化合物半导体材料、复合材料、薄膜材料、压电材料等，在传感器领域也得到了成功的应用。随着研究的不断深入，未来将会有更多更新的传感器敏感材料被研发出来。开发新型功能材料是发展传感器的关键之一。
微传感器的特征之一就是体积小，其敏感元件的尺寸一般为微米级，由微机械加工技术制作，包括光刻、腐蚀、淀积、键合和封装等工艺。利用各向异性腐蚀、牺牲层技术和LIGA（德文Lithographie，Galvanoformung和Abformung，即光刻、电铸和注塑的缩写）工艺，可以制造出层与层之间有很大差别的三维微结构，包括可活动的膜片、悬臂梁、桥以及凹槽、孔隙、锥体等。这些微结构与特殊用途的薄膜和高性能的集成电路相结合，已成功地用于制造各种微传感器乃至多功能的敏感元阵列，实现了诸如压力传感器、加速度传感器、角速率传感器、应力传感器、应变传感器、温度传感器、流量传感器、成像传感器、磁力传感器、湿度传感器、pH传感器、气体成分传感器、离子和分子浓度传感器以及生物传感器等。
集成化技术包括传感器与IC（Integrated Circuit，集成电路）的集成制造技术以及多参量传感器的集成制造技术。研制基于微/纳机电系统（Micro/Nano Electro Mechanical System，MEMS/NEMS）的传感器，缩小了传感器的体积、提高了传感器的抗干扰能力。采用敏感结构和检测电路的单芯片集成技术，能够避免多芯片组装时引脚引线引入的寄生效应，改善器件的性能，已成为传感技术研究的主流方向之一。
智能化传感器就是将传感器获取信息的基本功能与专用的微处理器的信息分析、处理功能紧密结合在一起，形成具有诊断、数字双向通信等新功能的传感器。由于微处理器具有强大的计算和逻辑判断功能，故可方便地对数据进行滤波、变换、校正补偿、存储记忆、输出标准化等处理；同时实现必要的自诊断、自检测、自校验以及通信与控制等功能。而且，近年来模糊传感器、符号传感器等新概念在传感技术领域得到关注，从而丰富智能化传感器功能，优化测量精度和可靠性。
2018年，我国成立了国家智能化传感器创新中心，致力于先进传感技术创新，联合传感器上下游及产业链龙头企业开展共性技术开发，组建了智能化传感器联合实验室，形成“产学研用”协同创新机制，全力打造世界级智能化传感器创新中心。随着我国“信息化”和“中国制造2025”等战略的推进，智能化传感器产业也迎来新的增长点。智能化传感器作为一种系统的前端感知器件，对助推传统产业升级有很大作用，也能推动创新应用，如机器人、无人机、智慧家庭、智慧医疗等，为构建产业生态，建设创新平台，推动产业实现高质量发展提供了重要支撑。
由于单传感器不可避免地存在不确定性或偶然不确定性，缺乏全面性与鲁棒性。针对这些问题，多传感器不仅可以描述同一环境特征的多个冗余信息，而且可以描述不同的环境特征，其显著特点是冗余性、互补性、及时性和低成本性。
多传感器的集成与融合技术已经成为智能机器与系统领域的一个重要的研究方向，它涉及信息科学的多个领域，是新一代智能信息技术的核心基础之一。从20世纪80年代初以军事领域的研究为开端，多传感器的集成与融合技术迅速扩展到军事和非军事的多个应用领域，如自动目标识别、自主车辆导航、遥感、生产过程监控、机器人、医疗等。
传感器网络综合了传感技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，以获得详尽而准确的信息，传送到需要这些信息的用户。传感器网络可以广泛地应用于国防军事、国家安全、环境监测、交通管理、医疗卫生、抢险救灾等领域。目前，传感器网络化的发展重点之一是无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）。物联网已成为信息科技发展趋势，各种智能设备将作为传感器的载体，实现人、机、云端的无缝交互，让智能设备与人工智能结合从而拥有“智慧”，使人体感知能力得到拓展和延伸，有力推动我国制造强国和网络强国建设。