Τα ηλεκτρονικά τσιγάρα μιας χρήσης αποτελούνται κυρίως από μπαταρίες, ατμοποιητές και ηλεκτρονικά υγρά. Η αρχή λειτουργίας είναι ότι η μπαταρία παρέχει ενέργεια για τη θέρμανση του καλωδίου θέρμανσης στον ατμοποιητή για τη θέρμανση του υγρού e-liquid και την ψεκασμό του σε ατμό, δημιουργώντας έτσι καπνό και γεύση παρόμοια με τα παραδοσιακά τσιγάρα.
Όταν ο χρήστης εισπνέει, ο αισθητήρας ροής αέρα ανιχνεύει την αλλαγή στη ροή του αέρα και ενεργοποιεί την μπαταρία για να τροφοδοτήσει με ρεύμα τον ψεκαστήρα. Το σύρμα θέρμανσης στον ατμοποιητή θερμαίνεται γρήγορα, θερμαίνοντας το e-liquid στη θερμοκρασία εξάτμισης. Ο ατμός που σχηματίζεται μετά την εξάτμιση του e-υγρού εισπνέεται στους πνεύμονες του χρήστη.
Τα ηλεκτρονικά τσιγάρα μιας χρήσης χρησιμοποιούν συνήθως διακόπτη αέρα ή τσιπ μικροφώνου για τον έλεγχο της εξόδου και της κατάστασης λειτουργίας του καπνού. Ο διακόπτης αέρα είναι μια συσκευή που ελέγχει την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του κυκλώματος ανιχνεύοντας τη ροή αέρα. Όταν ο χρήστης εισπνέει, ανοίγει ο διακόπτης αέρα, συνδέοντας το κύκλωμα μεταξύ της μπαταρίας και του ατμοποιητή, δημιουργώντας έτσι καπνό. Το τσιπ μικροφώνου είναι μια συσκευή που ελέγχει την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του κυκλώματος ανιχνεύοντας ήχους. Όταν ο χρήστης εισπνέει, το τσιπ μικροφώνου ανιχνεύει τον ήχο της εισπνοής και ενεργοποιεί την μπαταρία για να τροφοδοτήσει με ρεύμα τον ψεκαστήρα, δημιουργώντας έτσι καπνό.