Le premier type de détecteur de fumée est le détecteur d'ionisation. Ces alarmes sont équipées d'une chambre d'ionisation et une petite source de rayonnement. Le rayonnement produit est une quantité minuscule de l'américium-241. La chambre est elle-même constituée de deux plaques métalliques situées parallèlement les unes des autres. Electricité charge ces plaques, avec une plaque de prendre une charge négative et l'autre positive. Parce que des particules alpha libérées par le rayonnement, des électrons sont éjectés sans atomes flottant dans l'air, et sont naturellement attirés par la charge positive de la plaque. Si de la fumée pénètre dans la machine, il perturbe la charge des plaques, les neutraliser. Le courant électrique établi dans la chambre est arrêté, et cela envoie un déclencheur de sonner l'alarme.