Budowa e-papierosa jak i sposób jego działania są stosunkowo proste. E-papierosy dzielą się na dwa rodzaje. Pierwszy składa się z kartridża, w którym mieści się pojemnik na płyn tak zwany liquidem (płyn ten nadaje e-papierosowi odpowiedni smak i zapach a także odpowiednią moc liczoną w ilości nikotyny na miligramy płynu), atomizera (najważniejsza część papierosa, w której płyn jest podgrzewany nawet do 180 stopni Celsjusza i zamienia się parę, która zastępuje dym) i baterii, która zasila całe urządzenie. Są modele, które na końcu papierosa elektronicznego mają zamocowaną diodę, która ma imitować żarzącą się końcówkę papierosa.
Inna budowa e-papierosa to zamiast kartridża zastosowanie kartomizera. Jest to połączenie kartridża z atomizerem. Kartomizer też napełnia się płynem liquidowym. Podczas zaciągania się ustnik, czyli kartridż uruchamia mikroprocesor sterujący całym procesem powstawania dymu i dawkowaniu odpowiedniej ilości nikotyny. E-papieros może wyglądać jak klasyczny papieros albo jak fajka. Spotyka się też papierosy elektroniczne kształtem przypominające długopis.