Captcha được hoạt động dựa trên nguyên lý rất cơ bản là sử dụng các quy tắc về ngôn ngữ, tiếng lóng của con người, thứ mà máy tính và internet không thể hiểu được.
Nhờ đó, Captcha có thể giúp phân biệt một cách rất chính xác giữa con người và các máy tính. Ngăn chặn những phần mềm độc hại, robot, máy tính được lập trình để tấn công vào hệ thống. Việc nhập Captcha sẽ khiến các xâm nhập bất hợp pháp phải dừng lại vì không thể vượt qua bước xác minh này.
Theo một thống kê gần đây, con người có khả năng nhập đúng Captcha với tỉ lệ 80%. Trong khi đó khả năng này ở các máy tính hay robot được lập trình sẵn chỉ rơi vào 0,1%, cực kì thấp.