W detektorze FPD do gazu nośnego (np. azotu), wypływający z kolumny chromatografu gazowego wraz z kolejno wymywanymi składnikami badanej próbki, jest palnika, do którego doprowadza się dodatkowe strumienie wodoru i powietrza. W płomieniu dochodzi do jonizacji produktów spalania oraz pobudzenia cząstek. Wzbudzenie polega na przejściu elektronów na orbitale o energii wyższej od charakterystycznej dla stanu podstawowego oraz podwyższeniu poziomów energii drgań i obrotów cząsteczek.
Kwanty energii, pochłanianej w czasie wzbudzenia, są emitowane, gdy cząstka samorzutnie wraca do stanu podstawowego (bardziej korzystnego energetycznie). Z przejściami na niższe dozwolone poziomy energii rotacji i oscylacji wiąże się emisja małych kwantów długofalowego promieniowania z zakresu podczerwieni. Światło widzialne jest emitowane, gdy zmienia się stan energetyczny elektronów, przechodzących na orbitale o niższej energii. Z tymi przejściami wiąże się emisja większych kwantów – krótkofalowego promieniowania z zakresu widzialnego lub nadfioletu.