Принцип действия фотоэмульсии основан на способности ионизирующих частиц (таких как альфа-частицы, бета-частицы, протоны, осколки деления) вызывать изменения в химическом составе эмульсии, содержащей галогениды серебра (например, бромид серебра AgBr).
Когда заряженная частица пролетает через фотоэмульсию, она ионизирует атомы и молекулы вдоль своей траектории. Эти ионизированные атомы и молекулы приводят к образованию центров скрытого изображения в микрокристаллах галогенида серебра.
После экспонирования фотоэмульсия проявляется. В процессе проявления центры скрытого изображения катализируют восстановление ионов серебра ($$Ag^+$$) в металлический серебря ($$Ag$$), образуя видимые зерна серебра. Эти зерна серебра формируют трек частицы, который можно наблюдать под микроскопом.
Чем больше энергия и заряд частицы, тем более плотный и толстый трек она оставляет в фотоэмульсии.