Il principio di lavoro dell'allarme di fumo fotoelettrico è quello di utilizzare il suo labirinto ottico interno, dotato di tubo a infrarossi. Quando l'ambiente è senza fumo, il tubo di ricezione a infrarossi non può ricevere la luce a infrarossi emessa dal tubo di trasmissione a infrarossi. Quando il fumo entra nel labirinto ottico, il tubo di ricezione riceve la luce a infrarossi attraverso la rifrazione e la riflessione e la converte in un segnale elettrico. Il circuito di rilevamento amplifica il segnale elettrico e invia un allarme quando la concentrazione supera la soglia impostata.
Il volume delle particelle di fumo generate dal fuoco fumante è relativamente grande e le particelle di fumo più grandi diffondono più fortemente. In questo caso, l'allarme di fumo fotoelettrico si allarmerà prima dell'allarme di fumo ionico. Ad esempio, un incendio in una casa di solito produce molto fumo nella fase iniziale. Si consiglia di installare un allarme di fumo fotoelettrico in tali punti.