Ионизационный дымовой извещатель использует ионизационную камеру с источником радиоактивного излучения (например, америций-241). Альфа-частицы, испускаемые источником, ионизируют молекулы воздуха, создавая положительные и отрицательные ионы. Два электрода, подключенные к источнику постоянного напряжения, притягивают эти ионы, вызывая протекание электрического тока через камеру.
При попадании частиц дыма в камеру, ионы оседают на них, уменьшая их количество и, как следствие, силу тока. Величина этого тока служит индикатором наличия дыма.
Большинство извещателей имеют две камеры: открытую (рабочую) и закрытую (эталонную). В закрытую камеру дым не попадает, и ток в ней постоянен. Электрическая схема сравнивает токи в обеих камерах. Значительное отличие токов сигнализирует о пожаре и активирует систему оповещения.
Ионизационные извещатели особенно эффективны при наличии мелких частиц дыма, так как большая суммарная площадь поверхности частиц способствует лучшему осаждению ионов.