ProtonMail採用了公鑰加密和對稱加密協議的組合，以提供終端到終端的加密。當用戶建立一個ProtonMail賬戶，瀏覽器會生成一對RSA公鑰和私鑰。公共金鑰用於加密使用者的電子郵件和其他使用者資料。私鑰能夠解密該使用者的資料的，在對稱加密中使用AES-256的使用者的網路瀏覽器的使用者的郵箱密碼。公開金鑰和加密的私鑰然後一起儲存在ProtonMail伺服器。ProtonMail無法解密私鑰，因此ProtonMail開發商無法檢索使用者的電子郵件。
從一個ProtonMail帳戶傳送到另一個電子郵件被自動加密與接受者的公鑰。一旦加密，收件人只有私鑰才能解密電子郵件。當收件人登入時，他們的郵箱密碼，解密他們的私鑰和解鎖他們的收件箱。從ProtonMail傳送到非ProtonMail的電子郵件地址的電子郵件可以自行選擇加密或不加密傳送。電子郵件進行AES加密，只能用一個單獨的密碼進行解密。該密碼必須由傳送者設定，並給予通過其他通道殘給接收者。收件人只接收後連結到ProtonMail網站上，他們可以輸入密碼，閱讀解密郵件。
