离子静电球的原理是绝缘体与金属摩擦起电并可载电输送，马达带动及带与金属刷摩擦起电，一方面皮带载电输送至上方金属球壳，也将上方产生的电荷向下输送，另一方面底座之金属刷接地，将累积之电量导走。为了要避免放电时的能量造成气体分子产生化学变化，通常灌入化性稳定的惰性气体，例如氩等。