Gramofonowa wkładka optyczna (fotoelektryczna) wykorzystuje do odczytu płyt detekcję zmiany natężenia światła. Kilka podstawowych elementów konstrukcyjnych ma taką samą postać i taki sam sposób działania jak we wkładkach MM czy MC. Ścianki rowka śledzi igła zamocowana we wsporniku, który jest osadzony w elastycznym zawieszeniu. Zamiast magnesu lub cewki, do wspornika przymocowana jest przesłona. Przesłona ma postać miniaturowej płytki wykonywanej we współczesnych wkładkach z berylu lub aluminium. Z jednej strony przesłony zainstalowane jest źródło światła, a z drugiej strony dwa fotodetektory. Źródło światła może być pojedyncze dla obu kanałów lub też rozdzielone na dwa elementy świecące, osobno dla każdego kanału. Ruch igły śledzącej zapis w rowku jest przenoszony przez wspornik na przesłonę, a ruch przesłony moduluje strumień światła, co jest odczytywane przez fotodetektory jako sygnały lewego i prawego kanału. Parametry takie jak nacisk igły czy podatność nie różnią się od powszechnie znanych wkładek magnetycznych.

Wkładki optyczne były produkowane kilkadziesiąt lat temu przez firmy takie jak Toshiba, Sharp, Trio, Kenwood. W latach 1970-tych ich produkcja zaczęła zanikać. Nowoczesne wkładki optyczne wprowadziła na rynek firma DS Audio w latach 2010-tych. Dawniejsze wkładki wykorzystywały zwykłe, żarowe źródła światła, co było związane z wysoką temperaturą i idącą za tym degradacją zawieszenia. Współczesne wkładki optyczne korzystają ze źródeł LED, co eliminuje problem nadmiernych temperatur.

Zaletą wkładek optycznych jest niska masa układu drgającego. Przesłona może być bardzo lekka. Poza tym nie ma efektu oporu magnetycznego. Te dwa czynniki są uważane za główne zalety dające przewagę nad wkładkami magnetycznymi.

Wkładki optyczne generują sygnał elektryczny o innych właściwościach niż wkładki MM czy MC. Wyższy jest poziom generowanego napięcia, we wkładkach DS Audio są to wartości rzędu kilkudzesięciu mV. Poza tym napięcie jest proporcjonalne do wychylenia, a nie do prędkości jak w MM/MC. Z tego względu trzeba zastosować inny rodzaj korekcji niż standardowa krzywa RIAA stosowana dla MM/MC. Korekcja potrzebna dla wkładek optycznych jest nieco prostsza od korekcji RIAA potrzebnej dla wkładek magnetycznych. Oprócz tego wkładka potrzebuje też zasilania i z tego względu wkładki optyczne mogą być używane tylko z korektorami/przedwzmacniaczami zaprojektowanymi specjalnie do tego celu. Oprócz przedwzmacniaczy oferowanych przez producenta wkładek są też dostępne przedwzmacniacze od innych dostawców. Ze względu na konieczność zasilania wkładki niezbędne jest też okablowanie ramienia z czterema w pełni niezależnymi przewodami, ale ten warunek jest zwykle spełniony.