当鼠标在桌面上移动时，滚球会带动X、Y转轴的两只光栅码盘转动，而X、Y发光二极管发出的光便会照射在光栅码盘上，由于光栅码盘存在栅缝，在恰当时机二极管发射出的光便可透过栅缝直接照
射在两颗感光芯片组成的检测头上。
如果接收到光信号，感光芯片便会产生“1”信号，若无接收到光信号，则将之定为信号“0”。
接下来，这些信号被送入专门的控制芯片内运算生成对应的坐标偏移量，确定光标在屏幕上的位置。
借助这种原理，光机鼠标在精度、可靠性、反应灵敏度方面都大大超过原有的纯机械鼠标，并且保持成本低廉的优点，在推出之后迅速风靡市场，纯机械式鼠标被迅速取代。
完全可以说，真正的鼠标时代是从光机鼠标开始的，它一直持续到今天仍未完结，目前市场上的低档鼠标大多为该种类型。
不过，光机鼠标也有其先天缺陷：底部的小球并不耐脏，在使用一段时间后，两个转轴就会因粘满污垢而影响光线通过。
出现诸如移动不灵敏、光标阻滞之类的问题，因此为了维持良好的使用性能，光机鼠标要求每隔一段时间必须将滚球和转轴作一次彻底的清洁。
在灰尘多的使用环境下，甚至要求每隔两三天就清洁一次。
另外，随着使用时间的延长，光机鼠标无法保持原有的良好工作状态，反应灵敏度和定位精度都会有所下降，耐用性不如人意。
顾名思义，光机式鼠标器是一种光电和机械相结合的鼠标。它在机械鼠标的基础上，将磨损厉害的接触式电刷和译码轮改为非接触式的LED对射光路元件。
当小球滚动时，X、Y方向的滚轴带动码盘旋转。
安装在码盘两侧有两组发光二极管和光敏三极管，LED发出的光束有时照射到光敏三极管上，有时则被阻断，从而产生两级组相位相差90°的脉冲序列。
脉冲的个数代表鼠标的位移量，而相位表示鼠标运动的方向。由于采用了非接触部件，降低了磨损率，从而大大提高了鼠标的寿命并使鼠标的精度有所增加。光机鼠标的外形与机械鼠标没有区别，
不打开鼠标的外壳很难分辨。
3.光电鼠标
光电鼠标器是通过检测鼠标器的位移，将位移信号转换为电脉冲信号，再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的光标箭头的移动。
光电鼠标用光电传感器代替了滚球。这类传感器需要特制的、带有条纹或点状图案的垫板配合使用。
与光机鼠标发展的同一时代，出现一种完全没有机械结构的数字化光电鼠标。设计这种光电鼠标的初衷是将鼠标的精度提高到一个全新的水平，使之可充分满足专业应用的需求。
这种光电鼠标没有传统的滚球、转轴等设计，其主要部件为两个发光二极管、感光芯片、控制芯片和一个带有网格的反射板(相当于专用的鼠标垫)。
工作时光电鼠标必须在反射板上移动，X发光二极管和Y发光二极管会分别发射出光线照射在反射板上，接着光线会被反射板反射回去，经过镜头组件传递后照射在感光芯片上。
感光芯片将光信号转变为对应的数字信号后将之送到定位芯片中专门处理，进而产生X-Y坐标偏移数据。
此种光电鼠标在精度指标上的确有所进步，但它在后来的应用中暴露出大量的缺陷。首先，光电鼠标必须依赖反射板，它的位置数据完全依据反射板中的网格信息来生成，倘若反射板有些弄脏或者磨损，光电鼠标便无法判断光标的位置所在。
倘若反射板不慎被严重损坏或遗失，那么整个鼠标便就此报废;其次，光电鼠标使用非常不人性化，它的移动方向必须与反射板上的网格纹理相垂直，用户不可能快速地将光标直接从屏幕的左上角移动到右下角;
第三，光电鼠标的造价颇为高昂，数百元的价格在今天来看并没有什么了不起，但在那个年代人们只愿意为鼠标付出20元左右资金，光电鼠标的高价位显得不近情理。
由于存在大量的弊端，这种光电鼠标并未得到流行，充其量也只是在少数专业作图场合中得到一定程度的应用，但随着光机鼠标的全面流行，这种光电鼠标很快就被市场所淘汰。
4.光学鼠标
光学鼠标器是微软公司设计的一款高级鼠标。它采用NTELLIEYE技术，在鼠标底部的小洞里有一个小型感光头，面对感光头的是一个发射红外线的发光管，这个发光管每秒钟向外发射1500次，然后感光头就将这1500次的反射回馈给鼠标的定位系统，以此来实现准确的定位。所以，这种鼠标可在任何地方无限制地移动。
虽然光电鼠标惨遭失败，但全数字的工作方式、无机械结构以及高精度的优点让业界为之瞩目，倘若能够克服其先天缺陷必可将其优点发扬光大，制造出集高精度、高可靠性和耐用性的产品在技术上完全可行。
而先在这个领域取得成果的是微软公司和安捷伦科技。在1999年，微软推出一款名为“IntelliMouseExplorer”的第二代光电鼠标，这款鼠标所采用的是微软与安捷伦合作开发的IntelliEye光学引擎，由于它更多借助光学技术，故也被外界称为“光学鼠标”。
它既保留了光电鼠标的高精度、无机械结构等优点，又具有高可靠性和耐用性，并且使用过程中勿须清洁亦可保持良好的工作状态，在诞生之后迅速引起业界瞩目。
2000年，罗技公司也与安捷伦合作推出相关产品，而微软在后来则进行独立的研发工作并在2001年末推出第二代IntelliEye光学引擎。
这样，光学鼠标就形成以微软和罗技为代表的两大阵营，安捷伦科技虽然也掌握光学引擎的核心技术，但它并未涉及鼠标产品的制造，而是向第三方鼠标制造商提供光学引擎产品，目前市面上非微软、罗技品牌的鼠标几乎都是使用它的技术。
光学鼠标的结构与上述所有产品都有很大的差异，它的底部没有滚轮，也不需要借助反射板来实现定位，其核心部件是发光二极管、微型摄像头、光学引擎和控制芯片。
工作时发光二极管发射光线照亮鼠标底部的表面，同时微型摄像头以一定的时间间隔不断进行图像拍摄。鼠标在移动过程中产生的不同图像传送给光学引擎进行数字化处理，后再由光学引擎中的定位DSP芯片对所产生的图像数字矩阵进行分析。
由于相邻的两幅图像总会存在相同的特征，通过对比这些特征点的位置变化信息，便可以判断出鼠标的移动方向与距离，这个分析结果终被转换为坐标偏移量实现光标的定位。
