Optik duman dedektörü bir ışık sensörüdür. Duman dedektörü olarak kullanıldığında bir ışık kaynağı (akkor ampul ya da kızılötesi LED), ışığı ışına dönüştüren bir lens ve ışık dedektörü olarak kullanılan foto diyot veya fotoelektrik sensör içerir. Duman olmadığı zaman ışık düz bir çizgi olarak dedektörün önünden geçer. Eğer duman, ışın demeti yolundaki optik çemberden geçerse bazı ışınlar duman partikülleri tarafından kırılıp sensöre ulaşırlar ve böylece bir alarm tetiklenir. Ayrıca kapalı spor salonu ve amfi gibi büyük odalarda yansıtılan ışınları algılayan cihazlar kullanılmaktadır. Duvara monte olan bir ünite, ayrı bir izleme cihazı tarafından alınan ya da bir ayna tarafından geri yansıtılan bir ışın yollar. Eğer ışın sensörün “gözüne” daha az gözükürse cihaz yangın alarm kontrol paneline bir alarm sinyali yollar. Ulusal Yangından Korunma Kurumu’na (NFPA) göre “fotoelektrik duman algılama genellikle uzun süreli yanma ile başlayan yangınlara karşı daha hassastır.” Ayrıca California’da bulunan Texas A&M ve NFPA’nın çalışmalarına göre “Fotoelektrik dedektörler iyonizasyon tipindekilere göre hızlıca büyüyen yangınlara daha yavaş tepki vermektedir, ancak laboratuvar ve saha testleri göstermektedir ki fotoelektrik duman dedektörleri tüm yangın tiplerine göre uygun alarm vermekte ve kullanıcılar tarafından çok daha az devre dışı bırakılmaktadır.” Her ne kadar optik dedektörler uzun süreli yanma ile başlayan yangınlara daha duyarlı olsalar ve alevli yangınlara uygun koruma sağlasalar da yangın güvenlik uzmanları ve NFPA hem iyonizasyon hem fotoelektrik/optik algılama süreçlerine sahip ya da hem ısı hem duman algılamasını sağlayan kombine dedektörlerin kullanılmasını önermektedir. Ayrıca bazı kombine dedektörler karbon monoksit algılama yeteneğine de sahiptir. Her optik ya da fotoelektrik algılama metodu aynı değildir. Foto diyot ya da optik sensörün tipi ve duyarlılığı ve içindeki duman çemberinin tipi üreticiler arasında farklılık göstermektedir.

İyonizasyon tipi duman dedektörü genel olarak optik duman dedektörüne göre daha ucuza üretilmektedir, ancak bu tip dedektörler optik duman dedektörlerine göre yanlış alarm vermeye daha yatkındırlar.^[2][3] İyonizasyon tipi dedektörler gözle görülemeyecek kadar küçük duman partiküllerini algılayabilir. Bu dedektörler yaklaşık 37 kBq ya da 1 µCi radyoaktif element olan Amerikyum-241 (241Am) içerir.^[4][5] Radyasyon iyonizasyon çemberinden - iki elektrot arasındaki hava dolu boşluk - geçer ve elektrotlar arası küçük sabit bir akım geçmesini sağlar. Çembere giren herhangi bir duman iyonizasyonu azaltan ve akımı bölen alfa partiküllerini çeker ve böylece alarm tetiklenir. 241Am, 432 yıl yarı ömüre sahip bir alfa yayıcısıdır. Beta ve gama radyasyonunun karşıtı olan alfa radyasyonu iki ek sebepten ötürü kullanılmaktadır: Alfa partikülleri yüksek iyonizasyona sahiptir bu yüzden hava partiküllerinin akımın var olması için iyonizasyon olması yeterlidir ve bu partiküller düşük delici güce sahiptir yani havada ya da duman dedektörünün plastik kısmında dururlar. Yayılan 241 Am’nin radyoaktif enerjisini % 1’i gama radyasyonudur.

Hava örneklemeli duman dedektörleri mikroskobik duman partiküllerini algılama yeteneğine sahiptir. Birçok hava örneklemeli dedektör, korunacak alanı saran, tavanda paralel olarak yayılmış ve küçük deliklere sahip boru ağı ile aktif olarak içine hava çekerek algılama yapar. Her boruda yer alan küçük delikler matris bir yapı oluşturarak boru ağında yayılım sağlarlar. Hava örnekleri dumanı oluşturan çok küçük partikülleri algılayan ve içinde lazer bulunan hassas optik bir aygıta çekilir. Hava örneklemeli dedektörler gazlı söndürme sistemi gibi otomatik yangın cevap sistemlerini tetiklemekte ve arşiv ya da sunucu odaları gibi yüksek önem ya da kritik görevlere sahip bölgelerde kullanılmaktadır. Birçok hava örneklemeli duman dedektörü noktasal duman dedektörlerine göre daha hassas algılama yapma yeteneğine sahiptir ve çoklu alarm eşik değerini sağlamaktadır. Eşik değerleri çeşitli duman seviyelerine göre ayarlanabilmektedir. Bu özellik, hava örneklemeli dedektörlerin noktasal duman dedektörlerine göre çoğalan bir yangının uyarısını daha erken vermesini, böylelikle otomatik söndürme sistemlerinin devreye girmesini, yangının zararlarının azalmasını ve tahliye için gerekli zamanın kısalmasını sağlamaktadır.