Éléments historiques.
Les premiers posemètres dignes de ce nom ont utilisé des cellules photovoltaïques au sélénium, qui ont la propriété de transformer en énergie électrique une partie de l'énergie qu'elles reçoivent sous forme de rayonnement lumineux. Le rendement de cette transformation est plutôt mauvais mais le courant produit, d'autant plus élevé que l'éclairement de la cellule est plus fort, est suffisant pour faire dévier l'aiguille d'un galvanomètre et donc permettre une mesure relativement précise. Le fonctionnement ne nécessite aucune autre source d'énergie.
Ces posemètres permettaient en général d'opérer en lumière réfléchie, en mesurant la lumière renvoyée par le sujet photographié, ou en lumière incidente, ce qui donne généralement des résultats plus précis. Dans ce dernier cas, le posemètre est place au niveau du sujet à photographier orienté vers la source lumineuse ; un écran opalin permet d'intégrer l'ensemble des rayonnements provenant éventuellement de diverses sources.
Les posemètres au sélénium n'ont qu'une sensibilité assez faible et deviennent quasi inopérants en faible lumière. Pour la même raison, ils ne sont pas aptes à la réalisation de mesures « ponctuelles », c'est-à-dire à la détermination précise de la lumière provenant de petites zones du sujet. Tous les appareils construits sur ce principe mesurent donc la lumière dans un angle assez large.
La génération suivante de posemètres a vu l'apparition de cellules photo-résistantes au sulfure de cadmium (CdS). Ce matériau est isolant dans l'obscurité mais sa résistance électrique baisse lorsqu'il est exposé à la lumière. Pour l'utiliser une cellule au CdS dans un posemètre, il faut disposer d'une alimentation électrique, sous la forme d'une pile ou d'un accumulateur. 
Une cellule au sulfure de cadmium soumise à la tension d'une pile est traversée par un courant dont l'intensité est d'autant plus forte que cette cellule reçoit plus de lumière. Comme précédemment, ce courant peut être mesuré à l'aide d'un galvanomètre, et donc en suivant les déviations d'une aiguille.
Vers la fin des années 1960, de nouveaux posemètres ont fait leur apparition sur le marché. Ces appareils, dits posemètres électroniques, ne comportaient plus aucune partie mobile, mais un affichage direct à l'aide de voyants lumineux commandés par un amplificateur transistorisé. Les appareils construits sur ce principe par Zeiss Ikon ou Gossen offraient, outre une sensibilité aux basses lumières largement supérieure à celle des cellules au sélénium, une résistance aux chocs bien plus grande en raison de l'absence de galvanomètre et donc de cadre mobile.
Posemètres à champ étroit.
Contrairement aux précédents, ils permettent de mesurer la luminance de très petites zones du sujet, afin d'analyser les diverses plages intéressantes et d'en déduire les conditions de pose les mieux adaptées à la prise de vue.
Parmi les réalisations les plus intéressantes figure par exemple la cellule Soligor Spot Sensor. Ces matériels sont destinés avant tout aux professionnels de la photographie et du cinéma et leur utilisation ne peut être envisagée sans un minimum de connaissances théoriques.
La mesure « spot » permet de résoudre de nombreux problèmes de prise de vue, par exemple :
Posemètres amovibles.
Ces appareils sont de deux sortes : ceux qui s'adaptent à tous les types d'appareils, auquel cas ils sont généralement montés dans la griffe du flash, et ceux qui ont été conçus pour s'adapter sur un appareil particulier. Les premiers ne comportent aucun couplage, les seconds sont le plus souvent couplés au barillet qui commande les vitesses.