Przy działaniu czujki jonizacyjnej wykorzystywane jest zjawisko jonizacji powietrza, które zachodzi w komorze pomiarowej czujki. Proces ten zachodzi dzięki umieszczonemu wewnątrz źródła promieniotwórczego o niewielkiej aktywności. Podczas wnikania do wnętrza czujki dymu, przepływ prądu płynącego w komorze jonizacyjnej zostaje zakłócony.

Zjawisko to wykrywane jest przez układ elektroniczny czujki. Warto pamiętać, że czujki jonizacyjne są czujkami punktowymi, co oznacza, że wykrywają dym jedynie w swoim otoczeniu. Dlatego też tak bardzo ważne jest właściwe umiejscowienie czujki.