Kolejnym detektorem jest licznik proporcjonalny. Anodę stanowi w nim cienki (typowo kilka-kilkadziesiąt μm średnicy) drut. Pole elektryczne wokół drutu jest bardzo silne. Elektrony zbliżając się do drutu zyskują energię umożliwiającą jonizację kolejnych atomów. Proces jest lawinowy i powoduje wzmocnienie sygnału o czynnik 102-104, w zależności od przyłożonego napięcia. Proces ten nazywa się wzmocnieniem gazowym. Odczytywany jest sygnał bezpośrednio z drutu anody lub impuls indukowany na katodzie. Wielkość rejestrowanego impulsu jest proporcjonalna do wielkości pierwotnego ładunku – stąd nazwa. Dzięki wzmocnieniu gazowemu licznik pozwala na rejestrację pojedynczych cząstek.
Licznik Geigera jest zbudowany podobnie do licznika proporcjonalnego. Jednak napięcie na drucie anodowym jest w nim wyższe, tak, że każda cząstka powoduje wyładowanie elektryczne między anodą a katodą. Tracona jest informacja o ilości ładunku pierwotnego, dłuższy jest też czas martwy, jednak wydajność zliczania cząstek jest większa.