При разблокировке смартфона Face ID снимает в инфракрасном диапазоне больше 30 тыс. точек на лице пользователя и строит по ним глубинную карту, причем расположение точек индивидуально для каждого смартфона. Кроме того, она делает обычный плоский снимок лица. Данные подписываются цифровой подписью и отправляются в защищенный сопроцессор Secure Enclave. Сравнение снимка с образцом производится нейронными сетями, обученными более чем на миллиарде изображений. Благодаря съемке в инфракрасном диапазоне система может узнать пользователя даже в солнечных очках.
Как утверждают в компании, вторая нейронная сеть проверяет, не предъявлена ли системе вместо настоящего лица фотография или маска. Впрочем, недавно специалисты вьетнамской компании Bkav показали, что смартфон все-таки можно разблокировать с помощью специально изготовленной маски, хотя процесс ее изготовления довольно сложен и включает в себя съемку лица с нескольких точек и печать маски на трехмерном принтере.