輸出電荷與入射輻射的能量成正比的探測器，可以用來計數單個粒子，並根據輸出信號的脈衝高度來確定入射輻射的能量。它在X射線天文學中得到廣泛應用。
正比計數器通常為同軸絲管形式，或其他能造成一個非均勻電場的結構形式（外框為陰極，中間細絲為陽極）。它的工作原理與電離室、蓋革計數器大致相同，都是建立在容器中氣體分子電離的基礎上的。如果電場強度足夠大，電子能夠在與氣體分子作相鄰兩次碰撞之間的自由路程中積累起一定的能量，足以電離被撞擊擊的分子；那麼，這樣每碰撞一次，電荷載流子的數目就增加一倍。如果沒有其他初級電離事件所造成的簇射幹擾，倍增系數M就保持不變，總電荷
。其中△
E為入射輻射損失的能量，
W為產生一對電荷載流子所需的平均能量，
e為電子電荷。隻要
Q不超過臨界電荷值
Q
C，這個正比性總是保持著的，
Q
C約為
10
6～
10
7電子電荷。對於低能
X射線，隻放出幾個初級電子，
M可高達
10
5。在2～20 千電子伏能量范圍內，通常采用鈹窗正比計數器。它的優點是封在窗內的氣體不會逃逸，儀器的性能穩定，壽命很長，能夠在航天器運行軌道上長期工作。
近來致力於薄窗正比計數器的研制工作，以改善對1千電子伏以下軟X射線的測量。這種計數器，除用薄窗外，其他結構與原來的相同。采用有機薄膜作窗口，管內氣體漏逸問題不易解決。1971年，采用極薄的鈦箔（厚2.1微米）作窗口，解決瞭漏氣問題，因而這種封閉式正比計數器在火箭、衛星探測中也得到應用。
近年來制作的氣體閃爍正比計數器，能量分辨率比一般氣態正比計數器約高一倍。為瞭觀測較弱的X射線源，需要高靈敏度的探測器，為此制作瞭大面積窗口正比計數器，如小型天文衛星-A攜帶的窗口面積為840厘米2的鈹窗正比計數器，采用的是正比計數器組合的方法。此外，確定X射線源的位置需要有高分辨率的探測器；而為瞭制造這種探測器，就相應地需要制作對測定位置靈敏度高的正比計數器。