空气负离子测试仪是针对所采样的空气（一般是由每秒400cm3的速度进入进气口，再由排气口排出的）进行测量。不论正离子或负离子（依照仪器所设定的极性）都是由这快速的空气流所带入仪器内部，而聚集于电荷收集片上。电荷收集板上所测量到的数量（于仪器确实接地，对地电阻大于10GΩ时所测得的电压），就是每秒钟所感应到的电荷量。极性开关决定测量正离子或负离子。开关操控金属感应框的电压是+10V或-10V，并围绕于电荷收集片的四周。若极性开关设定为"+"时，金属感应框的电压是+10V，则所吸入的正离子就会被金属感应框所排斥而集中到中央的电荷收集板。而所吸入的负离子就会被中央的电荷收集板所排斥而集中到四周的金属感应框。在此状况，电荷收集板仅侦测正离子而无测量到负离子。同样地，当极性开关设定为"－"时，电荷收集板仅侦测负离子。