電離箱内の空気と入射光との相互作用（コンプトン散乱、光電効果）により発生した電子は、電離箱内の空気を構成する分子、原子を電離する。
その結果生じた電子、正イオンおよび付着電子によるイオンを電場をかけて収集し、電流値を測定する。