Den skadade flickan red Hogwarts Express-tåget med sin familj, som var på semester från Tennessee och besökte Universal Studios i Orlando.
Polisen beskrev explosionen som ett eldklot och brände flickans ansikte.
"Det var bara en konstig olycka", sa löjtnant Dan Brady till Orlando Sentinel.
"Det var inte en stor explosion men var definitivt tillräckligt för att skrämma alla som var i taxin på tåget", tillade han.
Hennes namn har inte släppts.
Flickan red tåget, som förbinder Universal Studios med Island of Adventure temapark, vid ca 15:30 lokal tid (19:30 GMT) på lördag när enheten exploderade.
Flickan fick lindriga brännskador i ansiktet, armen och benet och fördes till sjukhus.
Förångaren fanns i en annan mans ficka när den krånglade och orsakade mindre brännskador på benet.
Explosionen brände ett hål i en sittplats, men annars var det ingen betydande skada på tåget, säger tjänstemän.
Universal Studios stängde av resan tillfälligt för att tillåta detektiver att undersöka.
Harry Potters trollkarlsvärld öppnades på Universal Studios 2010.
En 14-årig flicka fick brännskador på en Harry Potter-resa när en annan passagerares elektroniska cigarett exploderade, säger polisen i Florida.