一般に「ガイガーカウンター」と呼ばれる機器の多くは、ガイガー＝ミュラー計数管（GM管）と呼ばれる特殊な検出管を心臓部に搭載しています。このGM管の内部にはアルゴンやネオンなどの不活性ガスが低圧で封入されており、中心電極と外周電極の間に数百度ボルトの高電圧が印加されています。
放射線が管内を通過すると、ガス分子が電離されて電子とイオンが発生します。この電子が高電圧に引かれて加速し、周囲のガスを次々と電離させる「なだれ現象（タウンゼント放電）」を起こすことで、微弱な電気パルスが発生します。このパルス数を電気回路でカウントし、放射線の飛来数として表示するのがガイガーカウンターの基本的な仕組みです。
一方で、放射線測定器にはGM管方式以外にも複数の検出方式が存在します。代表的な違いを押さえておきましょう。
GM管方式（ガイガーカウンター）：構造がシンプルで比較的安価に製造できる反面、放射線1発ごとのエネルギー量（強さ）までは識別できません。主に空間のベータ線やガンマ線の検知に向いています。
シンチレーション方式：放射線が当たると微弱な光（蛍光）を発する結晶（ヨウ化ナトリウムなど）と光電子増倍管を組み合わせた方式です。感度が非常に高く、放射線のエネルギー分布（スペクトル）まで分析可能ですが、本体価格は高額になります。
半導体方式：シリコンなどの半導体素子を利用し、超小型・軽量化が可能なため、ポケット型線量計や最新のスマートフォン連動モジュールに多く採用されています。
