空氣中的污染物根據物理狀態可以分為顆粒物（包括無機和有機）和有害氣體兩大類，由于它們的尺度和物理化學性質不同，所以凈化機理也不同。習慣上將對顆粒物的凈化稱為過濾，相應的設備稱為空氣過濾器，對有害氣體則一般稱為凈化，工程上也有將相應凈化設備稱為化學過濾器，其實并不確切，因為凈化有害氣體的過程也有物理過程。
空調系統中應用的顆粒物凈化設備主要有兩種：機械式纖維過濾器和靜電過濾器。
1.機械式纖維過濾器
機械纖維式過濾器主要應用機械作用力使顆粒物從空氣中分離出來，其分離機理主要包含有重力沉降、篩濾、慣性離心力、慣性碰撞、接觸阻留、擴散等，有時也兼有靜電分離（見圖2-35）。
圖2-35 機械式除塵機理示意圖
粗大顆粒物依靠重力可以自然沉降（稱為重力沉降）；當粒徑大于濾料孔徑時被篩分（稱為篩濾）；當含塵氣流遇到過濾器的結構或過濾纖維時發生旋轉或繞流，較大的顆粒物會由于慣性而從氣流中分離（慣性分離），在通風除塵領域有專門利用慣性分離機理的旋風除塵器等；有些被慣性分離的顆粒物由于慣性運動直接撞擊到結構或纖維表面（慣性碰撞）；細小顆粒雖然可以隨氣流運動，但若緊靠結構或纖維表面會因接觸而被捕集（接觸阻留）；細微粒子可在空氣分子熱運動的撞擊下作不規則的布朗運動，若在運動中與結構或纖維表面接觸也會被捕集（擴散）。以上分離機理都是由于顆粒物隨氣流運動而受到不同機械力從而被分離。當濾料由于自然或人為作用而具有一定靜電荷時，也可以吸附粉塵（靜電分離），提高了過濾效率。為了提高過濾效率，需要使用纖維直徑小、密實度高、空隙率小的濾料，因而空氣流動阻力也高。
噴淋室利用水滴捕集空氣中的顆粒物也屬于機械分離。
2.靜電空氣過濾器
靜電空氣過濾器采用高壓靜電場使顆粒物荷電并在電場力作用下作定向運動而被分離。靜電過濾器的工作原理見圖2-36。
圖2-36 靜電過濾器工作原理圖
通過對集塵極和電暈極加上高壓直流電形成的非均勻電場，使得電暈極附近極小區域內的空氣完全電離，產生大量離子。圖示的電暈極為負極，所以正離子立即到達電暈極，有少量荷正電的顆粒物也會沉積在電暈極上，而負離子則進入電場空間內，使空氣中的絕大多數顆粒物荷負電，在電場力的作用下到達集塵極并沉積在極板上，實現了分離顆粒物的目的。加在兩極間的電壓有一定工作范圍，電壓太低時，空氣沒有電離，空氣中離子數量很少，無法使顆粒物有效荷電而被捕集；隨著電壓升高，電暈極附近空氣開始電離（稱為起暈），極間電流開始增大；電壓繼續升高，電暈區也隨之擴大，最后會使兩極間空氣完全電離（稱為擊穿），此時靜電過濾器已無法正常工作，所以正常工作電壓應保持在起暈電壓和擊穿電壓之間。圖示的荷電方式稱為負電暈（電暈極為負極），由于其擊穿電壓較高、負離子運動速度大，所以通常用于含塵濃度比較高的工業除塵系統，空調領域采用正電暈（電暈極加為正極），因為產生的臭氧量較小。
與機械式過濾器相比，靜電過濾器的主要優點是對于相同的過濾效率，空氣流動阻力要遠低于前者，因此可以降低運行能耗，但它只能處理一定比電阻（電阻率）范圍的顆粒物，而且金屬耗量比較大，制作、安裝、運行維護要求比較高。
