Если бы в камере можно было сделать окно, то детонационное сгорание можно было бы обнаружить по сопровождающей его очень яркой вспышке, но, к сожалению, в реальных двигателях сделать окно затруднительно. При детонационном сгорании происходит резкое повышение ионизации газов во время вспышки. Оно может быть обнаружено с помощью ионизационного зонда, на который обычно подается отрицательный потенциал 100—300 В. Ток ионизации регистрируется электрометрическим усилителем и электронным осциллографом. В качестве ионизационного зонда может использоваться свеча зажигания двигателя при условии соответствующей изоляции цепей от высокого напряжения. Таким методом можно исследовать скорость распространения пламени, диаграмму работы двигателя и процесс гашения пламени, поскольку для его применения при испытаниях двигателя требуется сверление лишь небольшого (~3 мм) отверстия в стенке камеры сгорания.

На ниспадающих участках диаграмм ионизации можно видеть характерные для детонационного сгорания колебания. Однако для исследования детонационного сгорания этот метод применяется редко. Диаграммы соответствующим образом расположенных ионизационных зондов, позволяющие оценить степень ионизации в зависимости от угла поворота коленчатого вала, часто используются для выявления преждевременного калильного зажигания.

Исследования детонационного сгорания существенно продвинулись благодаря применению малоинерционных кварцевых пьезо-260 электрических датчиков давления. Малый размер, термостабильность и высокая прочность позволяют использовать эти датчики даже в обычных двигателях, прикрепляя их к корпусу свечи зажигания с помощью трубки малого диаметра с учетом требования отсутствия резонансных явлений. Некоторые специалисты интенсивность детонационного стука оценивают величиной повышения давления в камере сгорания. Другие предпочитают ставить в соответствие интенсивности детонационного стука скорость роста давления.