مبدأ عمل الغاز المسيل للدموع قائم على تهييج جهاز المناعة الخاص بالعين، حيث يحتوي الغاز على مواد كيميائية تسبب تهيجا في العين فيضطر الجهاز المناعي لتنظيف العين من الغاز عبر الدموع.

ومن الطريف أن مسلسلات كرتون ديزني كانت تقول إن السبب أن هذا الغاز يسبب الحزن للبشر عبر اللعب بدماغهم وطبعا هذه معلومة خاطئة جدا.