光子エネルギーを電子エネルギーに変換（光電変換）する光電陰極の効率は量子効率 (Quantum efficiency: QE) と呼ばれ、波長依存性はあるが通常の光電子増倍管では25%以下である。光電子が第一ダイノードに導かれる効率は「収集効率 (Collection efficiency)」と呼ばれ80%前後、それが最終的に陽極に到達する効率や、さらに後続の回路系の計数効率までを考慮すると、最終的な光子計数効率はそれらを掛け合わせた18%程度となる。現実的には、量子効率が10%以下の波長域で測光することも多く、その場合の光子計数効率としては数%にまで低下していることに留意すべきである。