生物安全柜是為了保護操作人員、實驗環境和實驗材料免受生物危害而設計的負壓過濾排風設備，其工作原理主要圍繞氣流控制和高效過濾兩大核心，通過精準的氣流組織和過濾系統實現多重防護。
以下是其詳細工作原理：
一、基本氣流模式：形成 "屏障" 與 "凈化" 的氣流循環生物安全柜的核心是通過風機驅動，形成特定的氣流方向和壓力分布，阻止污染物擴散。根據防護等級（如 Ⅰ 級、Ⅱ 級、Ⅲ 級），氣流模式略有差異，其中Ⅱ 級生物安全柜最常用，
其氣流原理可分為三部分：
1. 下沉氣流（垂直層流）外部空氣經頂部的高效空氣過濾器（HEPA）過濾后，形成潔凈的垂直向下氣流（層流），均勻覆蓋工作臺面。
 作用：一方面為實驗操作提供潔凈環境，避免樣品被外界污染；另一方面，向下的氣流會 "壓制" 操作過程中產生的氣溶膠，防止其向上擴散到操作人員呼吸區。
2. 流入氣流（安全屏障）安全柜正面的操作口會形成向內的吸入氣流（即 "進風"），流速通常為 0.38-0.5m/s（不同等級要求不同）。
 作用：阻止柜內的污染物從操作口逃逸到外部環境，形成一道 "氣幕屏障"，保護操作人員。
3. 排風過濾柜內受污染的空氣（包括下沉氣流和流入氣流的混合部分）會被吸入底部或后部的風道，最終通過HEPA 過濾器過濾后排出（Ⅱ 級 A2 型可部分循環至室內，B 型則需外接排風系統）。
作用：確保排出的空氣不含生物污染物，保護實驗環境和外界。
二、核心部件的作用
1. HEPA 過濾器
過濾效率：對粒徑≥0.3μm 的顆粒過濾效率≥99.97%，可有效截留細菌、病毒、真菌孢子等生物污染物。

位置：頂部（提供潔凈下沉氣流）和排風處（凈化污染空氣）。
2. 風機與氣壓控制
風機提供穩定的氣流動力，通過調節風速維持柜內負壓（相對于外部環境），防止污染物外泄。

部分高級型號配備氣流監測系統，當風速異常時會報警。
3. 工作臺面與風道設計
臺面通常為耐腐蝕材料（如不銹鋼），邊緣有擋水沿，防止液體溢出。風道采用光滑曲面設計，減少氣流湍流，避免污染物在死角積聚。