Rokok elektronik sekali pakai sebagian besar terdiri dari baterai, alat penyemprot, dan e-liquid. Prinsip kerjanya adalah baterai menyediakan energi untuk memanaskan kawat pemanas di alat penyemprot untuk memanaskan e-liquid dan mengatomisasinya menjadi uap, sehingga menghasilkan asap dan rasa yang mirip dengan rokok tradisional.
Saat pengguna menarik napas, sensor aliran udara mendeteksi perubahan aliran udara dan memicu baterai untuk menyuplai daya ke alat penyemprot. Kawat pemanas di alat penyemprot memanas dengan cepat, memanaskan e-liquid hingga suhu penguapan. Uap yang terbentuk setelah penguapan e-liquid dihirup ke paru-paru pengguna.
Rokok elektronik sekali pakai biasanya menggunakan saklar udara atau chip mikrofon untuk mengontrol keluaran dan status kerja asap. Sakelar udara adalah perangkat yang mengontrol hidup dan mati sirkuit dengan merasakan aliran udara. Saat pengguna menghirup, saklar udara terbuka, menghubungkan sirkuit antara baterai dan alat penyemprot, sehingga menghasilkan asap. Chip mikrofon adalah perangkat yang mengontrol hidup dan matinya sirkuit dengan mendeteksi suara. Saat pengguna menghirup, chip mikrofon mendeteksi suara hirupan dan memicu baterai untuk menyuplai daya ke alat penyemprot, sehingga menghasilkan asap.