离子式烟雾报警器有一个电离室。离子室中使用的放射性元素镅241 (am241)的强度约为0.8 μ居里，在正常条件下处于电场的平衡状态。当烟雾进入电离室时，这种平衡关系将被破坏。当检测到浓度超过设定的阈值时，报警电路报警。

在光电烟雾报警器中有一个光学迷宫，装有红外管。无烟时，红外接收管不能接收红外发射管发出的红外光。当烟雾进入光学迷宫时，接收管通过折射和反射接收红外光，智能报警电路判断烟雾是否超过阈值。超过阈值会产生报警。

离子式烟雾报警器对烟雾小颗粒敏感，对各种烟雾反应均匀;前向光电烟雾报警器对稍大的烟雾颗粒敏感，对灰色烟雾和黑色烟雾响应较差。当发生大火灾时，空气中有较多的小烟雾颗粒，而闷烧时，空气中会有较多的大烟雾颗粒。如果火灾后产生大量的小颗粒烟雾，离子式烟雾报警器会比光电烟雾报警器先报警。两个烟雾报警器之间的间隔时间不是很大，但这种火灾蔓延非常快。建议在此类场所安装离子式烟雾报警器。在另一种火灾阴燃时，会产生大量稍大一些的烟雾颗粒。光电烟雾报警器比离子式烟雾报警器先报警。建议在此类场所安装光电烟雾报警器。当需要同时安装两种烟雾报警器时，可以将两种烟雾报警器同时安装在需要安装烟雾报警器的地方。