煙霧報警器的原理主要基於監測煙霧中顆粒物對光線散射的影響或者對電離室中離子運動的影響。具體來說有以下兩種關鍵技術：
光電效應。光電效應型的煙霧報警器內部包含一個光源和一個光敏元件。正常情況下，光源發出的光線不會被煙霧粒子散射到足以觸發報警的程度。當煙霧進入報警器時，煙霧中的粒子會散射光線，使得光敏元件接收到的光線強度發生變化。一旦光線強度降低到低於預設閾值，報警器就會發出警報。
電離效應。電離型煙霧報警器內部含有一個放射源（如鎇241），能夠電離周圍的空氣，產生正負離子。在電場的作用下，這些離子分別向正負電極移動。正常情況下，內外電離室的電流和電壓保持穩定。當煙霧進入報警器時，會干擾離子的正常運動，破壞電流和電壓的平衡。報警器通過檢測這種平衡的破壞來觸發警報。
這兩種技術各有優缺點，光電效應型回響速度快，但可能對環境光線敏感；電離效應型穩定性好，但對煙霧粒子的回響較慢。