Czujniki dymu są to analizatory gazu alfa-jonizujące. Wykorzystują one emisję i pochłanianie cząstek α w celu wykazywania różnic w składzie dwóch mieszanin gazowych (wzorcowej i badanej). Każdy jonizacyjny czujnik dymu zbudowany jest z dwóch oddzielnych komór jonizacyjnych i źródła/źródeł promieniowania.
Jedna z komór jest hermetyczna, stale wypełniona wzorcową mieszaniną gazu, druga natomiast wypełniona jest badanym gazem. Wyjścia obu komór są stale porównywane – pracują w układzie kompensacyjnym (prąd rejestrowany jest równy zeru- rys. 1a, gdy obie komory wykrywają taki sam prąd z jonizacji).
Poniżej przedstawiony jest schemat działania czujnika dymu (a – brak dymu, b – zmiana składu gazu badanego np. pojawienie się dymu).
Gdy zmieni się skład mieszanki badanej, zmieni się także wielkość jonizacji powodowanej przez cząstki α, a to pociągnie za sobą wygenerowanie sygnału przez układ kompensacyjny (prądy jonizacji z komór nie będą sobie równe – rys. 1b).
Analizatory takie służą nie tylko do wykrywania dymu ale także do wykrywania innych gazów (np. metanu) w powietrzu. Najczęściej stosowanym źródłem cząstek α jest radioizotop 241 Ameryk, dawniej stosowany był także radioizotop 239 Pluton, 238 Pluton.