探測器的特征波長范圍指的是探測器能夠響應的光譜頻率范圍。目前的單光子探測器都只對某一波段的光子敏感，這是由探測器的制作材料及加工工藝決定的，而探測器的光譜響應特性也決定了它的應用范圍。例如對自由空間的量子通信來說，使用的光子波長主要集中在可見光波段400nm-1060nm或者近紅外波段900nm-1700nm，需要對這一波段較敏感的探測器 ;而對于光通信來說，由于光纖在1550nm這個波長具有最小的損耗，所以對基于光纖的量子信息網(wǎng)絡，探測器必須對1550nm光子有足夠高的探測效率。

當探測器探測到一個光子之后，在一定的時間內，探測器不能響應新的光子，這一段時間稱為探測器的死時間，一般來說死時間越短越好。在當前的技術條件下，死時間取決于探測器的電子學后處理系統(tǒng)而非探測器的感光材料。例如，對于基于雪崩二極管的單光子探測器，當探測器探測到一個光子之后，探測器需要抑制這個信號帶來的后脈沖信號，這樣就必須將探測器關斷一段時間，等到前一個探測器的后脈沖信號基本消除之后才能重新開啟，這一段時間就是雪崩二極管的單光子探測器的死時間，可見光波段400nm-1060nm探測器的死時間一般固定為33ns,近紅外波段900nm-1700nm探測器的死時間一般從500ns到1ms可調，死時間決定了探測器的計數(shù)率。

當沒有光子進入探測器時，探測器仍然有計數(shù)率，這就是暗計數(shù)。暗計數(shù)是由于感光材料的缺陷，電壓偏置和外界環(huán)境的干擾比如溫度，濕度，熱噪聲等因素引起的。暗計數(shù)對實驗的信噪比有直接影響，因此降低暗計數(shù)是單光子探測器發(fā)展的重要目標。富泰科技提供Aurea Technology的單光子探測器暗計數(shù)可以做到小于25cps.
探測效率指的是當有光子進入探測器的時候，它被探測到的概率。目前商用探測器的探測效率約為70%，如Aurea Technology生產(chǎn)的SPD_A_VIS.提高探測效率在幾乎所有的量子信息研究中都有非常重要的意義，尤其在光量子計算領域，量子通信領域。
時間抖動指的是不同光子進入探測器被轉化為輸出信號這一過程的時間晃動。如果探測器時間抖動大，而測量的時間周期比較短，則有可能最終使得在前一個周期探測到的光子，最終被計入到后一個周期的計數(shù)中去，這樣就會造成錯誤。因此，減小時間抖動也是單光子探測器的一個重要目標。商用單光子探測器的時間抖動目前可以減小到200ps.

光子分辨能力指的是當多個光子同時到達探測器時，探測器能否準確給出到達光子的數(shù)目。目前大部分類型的單光子探測器都是真空態(tài)探測器，只能分辨有或者沒有光子到達，而無法分辨到達光子數(shù)目。對于目前的線性光學量子計算來說，由于參量下轉換的糾纏光源是有概率性的，因此會有同時產(chǎn)生多對光子的情況，從而降低信噪比。如果具有高效率的光子數(shù)可解的單光子探測器，將極大地推進光量子的發(fā)展。目前主流的單光子探測器：光電倍增管是代單光子探測器，工作在蓋革模式基于雪崩二極管的單光子探測器，高探測效率極低暗計數(shù)超導單光子探測器，基于量子點和半導體缺陷的單光探測器，采用頻率上轉換將1550nm光子轉換成775nm附近光子再用高效率雪崩二極管探測器探測的頻率上轉換探測器。