相干检测可检测强度，相位以及频率调製的光载无线信号。光信号在进入光接收机之前与接收端的本振雷射器（LO）进行混频，产生一个等于本振雷射器的频率和原光源频率之差的中频分量。

与直接检测相比，相干检测更容易获得大的信噪比，可恢复的信号种类较多，并且频率选择性较好，更适合密集波分复用系统。但相干检测获得较好的检测性质代价就是大大提高了系统的複杂性，而且缺乏灵活性。