Een regensensor werkt volgens het optische principe. Lichtdiodes stralen licht uit tegen de binnenzijde van de ruit. De reflectie wordt opgevangen door fotodiodes, dus lichtsensoren. Bij droge ruit wordt nagenoeg de totale lichthoeveelheid gereflecteerd. Hoe natter de ruit des te minder licht via reflectie de sensor bereikt. Afhankelijk van de regenintensiteit stuurt elektronica op basis van de informatie van de regensensor de ruitenwissers aan in de juiste frequentie.

Bosch produceert inmiddels de derde generatie regensensoren, waarbij gebruik wordt gemaakt van infraroodlicht. Voordeel daarvan is dat de sensor onder het zwart getinte deel van de ruit aangebracht kan worden en dus van buitenaf niet zichtbaar is.

Moderne regensensoren bieden meer functionaliteit dan alleen het aansturen van de ruitenwissers. Zo kunnen ze het commando geven om automatisch ramen en schuifdak te sluiten bij plotselinge regenval. Nog een nuttige functie is die van lichtsensor voor het automatisch inschakelen van de verlichting bij donkerte of het binnenrijden van een tunnel. De regensensor is daartoe voorzien van twee lichtsensoren. Eén meet het omgevingslicht, de tweede kijkt als het ware ver vooruit. Tegenwoordig zijn er ook al regensensoren voor inbouw achteraf.