关于等离子空气消毒机的机理，其实目前还没有统一定论，但是根据试验等离子空气消毒机出现了各种有关机理的假说，无论是从物理还是化学方面可归根为以下三种：
1、活性基团的作用：等离子体中含有的大量活性氧离子、高能自由基团等成分，极容易与细菌、霉菌及芽孢、病毒中蛋白和核酸发生化学反应，能够摧毁微生物以及扰乱微生物的生存功能，使各类微生物死亡。
2、高速粒子击穿作用：在灭菌实验后，通过电镜观察经等离子体作用后的细菌菌体与病毒颗粒图像，均呈现千疮百孔状，这是由具有高动能的电子和离子产生的击穿蚀刻效应所致，即等离子体中高速粒子打破微生物分子的化学键，最后生成挥发性的化合物如COx、CHx等。
3、紫外线的作用：在激发物质形成等离子体的过程中，伴随有部分紫外线产生，这种高能紫外光子被微生物或病毒中蛋白质所吸收，直接破坏微生物的基因物质致使其分子变性失活。研究表明： 在单一气体中， 气体对细菌孢子的杀灭作用不尽相同，杀菌效果强弱为O2 、CO2、H2 、Ar 和N2；而利用混合气体激发等离子体，其杀菌消毒效果往往比单一中性气体好。
