空氣中的微粒在光的照射下會發生散射，這種現象叫光散射。光散射和微粒大小、光波波長、微粒折射率及微粒對光的吸收特性等因素有關。但是就散射光強度和微粒大小而言，有一個基本規律，就是微粒散射光的強度隨微粒的表面積增加而增大。這樣只要測定散射光的強度就可推知微粒的大小，就是光散射式粒子計數器的基本原理。實際上，每個粒子產生的散射光強度很弱，是一個很小的光脈沖，需要通過光電轉換器的放大作用，把光脈沖轉化為信號幅度較大的電脈沖，然后再經過電子線路的進一步放大和甄別，從而完成對大量電脈沖的計數工作。此時，電脈沖數量對應于微粒的個數，電脈沖的幅度對應于微粒的大小。
塵埃粒子計數器的具體工作原理：來自光源的光線被透鏡組聚焦于測量腔內，當空氣中的每一個粒子快速地通過測量腔時，便把入射光散射一次，形成一個光脈沖信號。這一光信號經過透鏡組2被送到光檢測器，正比地轉換成電脈沖信號，再經過儀器電子線路的放大、甄別，揀出需要的信號，通過計數系統顯示出來。
需要指出的是，雖然儀器稱為“計數器”，但是塵埃粒子計數器分辨微粒大小的能力更為重要。因為電脈沖的計數很簡單，而判斷粒子的大小非常重要。