Se trata de sensores ópticos de un solo uso basados en medida de absorción, reflexión, luminiscencia, quimioluminiscencia o color. El sistema de reconocimiento se fundamenta en reacciones y procesos tanto químicos como bioquímicos y se han aplicado a especies como nitratos, nitritos, metales pesados, alcalinos, alcalinotérreos, aminas, lactato, colesterol, etc. Entre las ventajas de estos sensores se encuentran su corto tiempo de análisis, facilidad de operación, bajo precio, resultados in-situ, ausencia de reactivos líquidos, posible empleo por personal no cualificado, no necesidad de transporte de muestras al laboratorio y ausencia de residuos. Aplicaciones típicas son: a) información biomédica, información ambiental; b) seguridad en el campo o fábrica; c) cribado de muestras críticas; d) monitorización de procesos mediante medidas in-situ; e) diseño de estrategias de análisis usando estimación rápida de niveles de analito; f) análisis in-situ de muestras lábiles; y g) toma de decisiones rápidas en situaciones críticas.