El PPG se basa en la determinación de las propiedades ópticas de un área de piel seleccionada usando luz infrarroja no visible. En comparación con otros tejidos de sangre tiene una absorción mucho mayor de la luz infrarroja que otros tejidos. Por lo tanto, las variaciones de volumen sanguíneo corresponden a cambios medibles de la absorción de luz por lo que un aumento del volumen sanguíneo conduce a un aumento de la absorción de luz por lo que no hay diferencia entre sangre venosa y arterial.

Para la medición de las propiedades ópticas se emite luz en la piel mediante un LED. Dependiendo del volumen sanguíneo en la piel se absorbe más o menos luz. En consecuencia, la luz reflejada o transmitida medida por un fotodetector corresponde directamente con las variaciones del volumen de sangre en el área de piel seleccionada. Debe considerarse que el PPG tiene una profundidad de penetración limitada para medir los vasos de superficie que son sensibles a la temperatura de la piel.

La señal PPG consta de 3 componentes: La onda del pulso arterial, cambios en el volumen sanguíneo venoso y un componente muy estable – llamado transparencia básica – que se define por todos los demás tejidos en el área analizada. Las amplitudes de estos componentes de señal son muy diferentes.

Las ondas de pulso arterial del PPG se analizan para el diagnóstico de las arterias en los dedos de las manos, los pies y el lóbulo de la oreja. Si el PPG se utiliza para evaluar los cambios provocados del volumen de sangre venosa en las piernas para diagnosticar la función de las válvulas venosas, entonces esta aplicación se llama Light-Reflection-Rheography / D-PPG.