Un sistema costituito da due elementi metallici vicini caricati con cariche di segno opposto con frapposto l'aria o una miscela di gas (aria e idrogeno) è a tutti gli effetti un condensatore con dielettrico. Avvicinando l'elemento attivo del dispositivo (un sferetta d'ottone per la Vecchia pistola di Volta e un gancetto d'ottone per la Pistola di volta in vetro) al polo positivo della Macchina elettrica, per il fenomeno dell'induzione elettrostatica esso si caricherà negativamente. Sempre per lo stesso fenomeno fisico, la parte metallica dall'altro lato dell'elemento attivo e all'interno dell'apparecchio presenterà una carica positiva. Lo strumento poi è costruito in modo tale che l'elemento metallico all'interno sia accuminato, in modo da intensificare localmente il campo elettrico che si instaura tra di esso e l'involucro, in comunicazione con la terra tramite la mano dello sperimentatore che regge il dispositivo.

L'aria (così come la miscela d'aria e idrogeno) è a tutti gli effetti un isolante caratterizzato da un preciso valore di rigidità dielettrica che può essere anche superato dal campo elettrico e ciò è proprio quel che si vuole. Infatti, avvicinando ancora di più l'elemento attivo dell'apparecchio al polo positivo della macchine elettrica, il campo elettrico è in grado di superare la rigidità dielettrica sia dell'aria che, all'interno dello strumento, della miscela tra aria e idrogeno. Scoccano allora delle forti scintille tra il polo positivo della macchina elettrostatica e l'elemento attivo dello strumento, ma soprattutto all'interno del suo involucro. L'energia liberata dalle scintille fornisce l'energia d'attivazione necessaria per far reagire chimicamente l'idrogeno con l'ossigeno.

La reazione d'ossidoriduzione che ha luogo all'interno è fortemente esotermica e ciò ha come conseguenza la repentina espansione del gas. Il tappo non è in grado di opporsi all'immediato aumento di pressione interna e per questo motivo viene sparato in avanti accompagnato da un forte botto di grande effetto.