W zależności od modelu oczyszczacz powietrza może usuwać cząstki stałe, lotne związki organiczne lub patogeny, takie jak zarodniki pleśni i bakterie z powietrza, którym oddychasz, a niektóre urządzenia potrafią sobie z nimi świetnie poradzić.

Osoby z problemami alergicznymi lub chorobami układu oddechowego najczęściej korzystają z oczyszczacza powietrza, ale także osoby wyczulone na pozostałości dymu z papierosów lub obecność alergenów. Oczyszczacz powietrza nie zastępuje świeżego powietrza z otwartego okna, ale kiedy to powietrze jest pełne pyłków lub dymu z pobliskiego ognia, utrzymywanie zamkniętych okien i działanie oczyszczacza powietrza staje się niemal strategią przetrwania. Większość dostępnych w handlu oczyszczaczy powietrza zawiera wysokowydajny filtr cząstek stałych HEPA, który może usunąć aż 99 procent, lub więcej, cząstek zanieczyszczeń z powietrza. Często stosuje się również filtrację węgla, która usuwa LZO i nieprzyjemne czy szkodliwe zapachy. Niektóre modele wzmacniają HEPA i filtrację węgla za pomocą promieniowania ultrafioletowego, które zabija patogeny. Inne wytwarzają naładowane cząstki lub jony, aby przyciągnąć zanieczyszczenia i usunąć je z powietrza. Oczyszczacze powietrza zazwyczaj łączą filtry HEPA z innymi metodami oczyszczania. Filtry HEPA zostały opracowane przez wojsko USA podczas II Wojny Światowej do stosowania w maskach gazowych.

Typowy filtr HEPA składa się z wielu warstw szklanego lub celulozowego papieru w kształcie litery V oddzielonego arkuszami z falistego aluminium. Gdy wentylator wdmuchuje powietrze z otoczenia przez bardzo dobre filtry absolutne, zanieczyszczenia przyklejają się do materiału filtra, a powstające powietrze jest wolne od cząstek większych niż około 0,3 mikrona. Wysokowydajny filtr HEPA może nawet łapać bakterie. Zanieczyszczenia ostatecznie jednak zatkają filtr, a ponieważ nie można go wyczyścić, należy go regularnie wymieniać, aby urządzenie spełniało swoją funkcję jak najefektywniej.