環氧乙烷的殺菌原理是，它與蛋白質分子上的巰基（-SH）、氨基（-NH2）、羥基（-OH）和羧基（-COOH）以及核酸分子上的亞氨基（-NH-）發生烷基化反應，從而失去蛋白質反應基團，阻礙蛋白質的正常生化反應和代謝，這導致微生物死亡。這導致滅菌效果。

環氧乙烷是一種具有強滲透性的烷基化劑。它可以使用不同的包裝材料，并且可以在包裝狀態下滅菌。它可以在常溫下殺死各種微生物（包括細菌、孢子、病毒、真菌孢子等）。適用于不耐高溫處理的生物醫學高分子量材料，如天然橡膠、聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯。

包裝材料必須對空氣、蒸汽和環氧乙烷具有良好的滲透性，以便輕松實現適當的滅菌條件。

環氧乙烷不會損壞已滅菌物品，且具有很強的滲透性。因此，大多數不適合通過常規方法滅菌的物品可以用環氧乙烷滅菌。例如，電子儀器、光學儀器、醫療儀器、毛皮、棉花、人造纖維、塑料制品、內窺鏡、透析器和一次性醫療材料。環氧乙烷是目前最重要的低溫滅菌方法之一。

滅菌后，殘留的環氧乙烷在面罩上，環氧乙烷是一種廣譜滅菌器。它是一種易燃易爆有毒氣體，具有芳香醚氣味。在4°C下，相對密度為0.884，沸點為10.8°C，密度為1.52g/cm3。在室溫下，很容易逸出氣體，如果濃度過高，會導致爆炸。長期吸入環氧乙烷不僅會刺激呼吸道，而且具有很強的致癌潛能。低長期暴露顯示神經衰弱綜合征和自主神經功能障礙。

滅菌處理后，必須引入過濾后的無菌空氣，通過真空空氣循環過程，安全去除殘留的環氧乙烷，以滿足安全含量標準。這個過程稱為分析。因此，使用環氧乙烷滅菌的醫用口罩必須經過分析和測試，才能交付市場。

傳統的環氧乙烷滅菌器，通俗地說，需要14天才能投放市場，以分析消毒后環氧乙烷的毒性。現在，可以根據環氧乙烷的物理性質開發預熱滅菌分析技術，將面罩的分析時間縮短到滅菌后一天。