Prinsip kerja penggera asap fotoelektrik adalah menggunakan maze optik dalamannya, dilengkapi dengan tiub inframerah. Apabila persekitaran tidak berasap, tiub penerima inframerah tidak dapat menerima cahaya inframerah yang dipancarkan oleh tiub pemancar inframerah. Apabila asap memasuki labirin optik, tiub penerima menerima cahaya inframerah melalui pembiasan dan refleksi dan mengubahnya menjadi isyarat elektrik. Litar pengesanan menguatkan isyarat elektrik dan menghantar penggera apabila kepekatan melebihi ambang set.
Jumlah zarah asap yang dihasilkan oleh api membara agak besar, dan zarah asap yang lebih besar menyebar cahaya lebih kuat. Dalam kes ini, penggera asap fotoelektrik akan penggera sebelum penggera asap ion. Sebagai contoh, api di rumah biasanya menghasilkan banyak asap di peringkat awal. Adalah disyorkan untuk memasang penggera asap fotoelektrik di tempat tersebut.