Die Ampullen messen elektrische Felder im Wasser, genauer gesagt die Potenzialdifferenz zwischen der Spannung an der Hautpore und der Spannung an der Basis der Elektorezeptorzellen. Ein positiver Porenreiz würde die Nervenaktivität an den Elektorezeptorzellen verringern, ein negativer Porenreiz würde die Nervenaktivität an den Elektorezeptorzellen erhöhen. Jede Ampulle enthält eine einzige Zellschicht mit elektrisch erregbaren Rezeptorzellen, die durch Stützzellen getrennt sind. Die Zellen sind durch apikale tight junctions miteinander verbunden, damit kein Strom zwischen den Zellen entweicht. Die apikalen Flächen der Rezeptorzellen haben eine kleine Oberfläche mit einer hohen Konzentration an spannungsabhängigen Kalziumkanälen und kalziumaktivierten Kaliumkanälen. Da die Kanalwand einen sehr hohen Widerstand aufweist, wird die gesamte Spannungsdifferenz zwischen der Pore des Kanals und der Ampulle über das Rezeptorepithel abgeleitet, das etwa 50 Mikrometer dick ist. Da die Basalmembranen der Rezeptorzellen einen geringeren Widerstand aufweisen, wird der größte Teil der Spannung über die apikalen Flächen abgeleitet, die erregbar sind und sich an der Schwelle befinden. Der durch die Rezeptorzellen fließende Kalziumstrom depolarisiert die basalen Flächen, was zu einer präsynaptischen Kalziumfreisetzung und zur Freisetzung von erregenden Transmittern auf die afferenten Nervenfasern führt. Eine der ersten Beschreibungen von kalziumaktivierten Kaliumkanälen basierte auf Untersuchungen der Lorenzinischen Ampulle des Rochens. Kalziumaktivierte Kaliumkanäle mit hoher Leitfähigkeit (BK-Kanäle) wurden kürzlich in der Ampulla durch Klonen nachgewiesen.
Haie reagieren möglicherweise empfindlicher auf elektrische Felder als jedes andere Tier, mit einer Empfindlichkeitsschwelle von nur 5 nV/cm. Das sind 5/1.000.000.000 eines Volt, gemessen in einer zentimeterlangen Ampulle. Weiße Haie sind in der Lage, auf Ladungen von einem Millionstel eines Volt im Wasser zu reagieren. Alle Lebewesen erzeugen durch Muskelkontraktionen ein elektrisches Feld, und ein Hai kann schwache elektrische Reize aus den Muskelkontraktionen von Tieren, insbesondere von Beutetieren, aufnehmen. Andererseits reichten die von gelähmten Beutetieren erzeugten elektrochemischen Felder aus, um Haie und Rochen in Versuchsbehältern zu einem Fressangriff zu veranlassen; Muskelkontraktionen sind also nicht notwendig, um die Tiere anzulocken. Haie und Rochen können im Sand vergrabene Beutetiere oder elektrische Gleichstromdipole orten, die das Hauptmerkmal des elektrischen Feldes eines im Sand vergrabenen Beutetieres simulieren.
Jeder sich bewegende Leiter, wie z.B. Meerwasser, induziert ein elektrisches Feld, wenn ein Magnetfeld wie das der Erde vorhanden ist. Die elektrischen Felder, die in den Meeresströmungen durch das Erdmagnetfeld induziert werden, liegen in der gleichen Größenordnung wie die elektrischen Felder, die Haie und Rochen wahrnehmen können. Dies könnte bedeuten, dass sich Haie und Rochen an den elektrischen Feldern der Meeresströmungen orientieren und andere Quellen elektrischer Felder im Ozean zur lokalen Orientierung nutzen können. Darüber hinaus könnte das elektrische Feld, das sie in ihren Körpern erzeugen, wenn sie im Magnetfeld der Erde schwimmen, sie in die Lage versetzen, ihren magnetischen Kurs zu erkennen.
Verhaltensstudien haben auch Hinweise darauf geliefert, dass Haie Veränderungen im geomagnetischen Feld erkennen können. In einem Experiment wurden Sandbankhaie und Hammerhaie darauf konditioniert, eine Futterbelohnung mit einem künstlichen Magnetfeld zu assoziieren. Als die Futterbelohnung entfernt wurde, zeigten die Haie weiterhin einen deutlichen Unterschied im Verhalten, wenn das Magnetfeld eingeschaltet war, im Vergleich zu dem, wenn es ausgeschaltet war.