Qu'ils soient ionisant ou non ionisant, les rayonnements d'une source vont ioniser et/ou exciter les atomes du gaz dans l'enceinte du détecteur.

On applique une différence de potentiel entre deux électrodes :

• en absence de rayonnements ionisant le courant électrique qui traverse l'enceinte reste nul quelle que soit la différence de potentiel appliquée ;
• en revanche, si une particule ionisante pénètre dans l'enceinte, elle crée sur son passage un grand nombre de paires d'ions : électrons arrachés et atomes du gaz ionisés positivement.
  

Sous l'action du champs électrique, les électrons vont migrer vers la cathode et les atomes ionisés vers l'anode qui est la paroi extérieure du détecteur reliée à la masse.

Le signal exploité est la collection des électrons : elle induit une variation de tension aux bornes de la résistance R. Ce " paquet d'électrons " collectés que l'on appelle l'impulsion de charges, a une amplitude qui dépend, pour un type de particule donné, de la différence de potentiel appliquée entre les électrodes.

Si l'on reporte l'amplitude de l'impulsion en fonction de la tension, on obtient un graphique sue lequel on distingue différentes régions qui correspondent à différents régimes de fonctionnement.