El sensor de lluvia funciona por un sistema de refracción y reflexión de la luz, es decir, es sensible a ésta. Se instala en el interior de la luna del coche, casi siempre en la parte base del espejo retrovisor que se encuentra en el centro de la parte alta del cristal. El sensor cuenta con 2 diodos, uno emisor y otro receptor. El primero de ellos produce un rayo de luz (que puede verse o ser invisible) en la luna, mientras el otro mide la luminosidad de la luz que se refleja, es decir, la luz emitida por uno de los diodos se emite con un ángulo que permite que ésta se refleje en el cristal para que después el otro diodo calcule cuánta luz le está llegando.
En condiciones normales el segundo diodo debería recibir la totalidad de la luminosidad, por lo que en el caso de que el comportamiento de reflexión sea distinto, es decir, que reciba menos luz, quiere decir que existe agua o nieve en la superficie de la luna. Cuanta más agua haya en ella menor será la luz que recibirá el segundo sensor, aunque la que emite el primero será igual. A partir de la cantidad de luz que se reciba se activará la escobilla a una velocidad u otra o bien se quedará en estado de reposo.