El contador Geiger está diseñado basándose en las propiedades de ionización de los rayos sobre los gases. La estructura habitual de su detector (llamado "tubo Geiger") consiste en llenar un tubo metálico con materiales aislantes en ambos extremos y llenarlo con un gas fino (generalmente dopado con (gases raros que contienen halógenos, como helio, neón, argón , etc.), se instala un electrodo de alambre de metal a lo largo del eje del tubo y se agrega un electrodo ligeramente más bajo entre la pared del tubo de metal y el electrodo de alambre de metal. El voltaje es igual al voltaje de ruptura del gas en el tubo. .
De esta forma, en condiciones normales, el gas del tubo no se descarga pero cuando se inyectan partículas a alta velocidad en el tubo, la energía de las partículas hace que la energía de las partículas sea mayor. El gas en el tubo es ionizado y conductor. Se produce una rápida descarga de gas entre las paredes, generando así una señal de corriente pulsada. Seleccionando apropiadamente el voltaje aplicado entre el filamento y la pared del tubo, se puede determinar la energía más baja de las partículas detectadas, seleccionando así su tipo.
Los contadores Geiger también se pueden utilizar para detectar rayos gamma, pero debido a que la densidad del gas en el tubo Geiger suele ser pequeña, los rayos gamma de alta energía a menudo emiten energía sin ser detectados. su sensibilidad de detección de rayos gamma de alta energía es baja
. En este caso, un contador de centelleo de yoduro de sodio funciona mejor.