環氧乙烷滅菌原理是通過其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，造成蛋白質失去反應基團，阻礙了蛋白質的正常生化反應和新陳代謝，導致微生物死亡，從而達到滅菌效果。
環氧乙烷是一種烷化劑，穿透力強，能夠使用各種包裝材料并且可以在包裝狀態下滅菌，在常溫下能殺滅各種微生物（包括細菌、芽孢、病毒、真菌孢子等），適用于不耐高溫處理的生物醫用高分子材料，比如天然橡膠、聚乙烯、聚丙烯及聚氯乙烯等。
包裝材料必須是對空氣、蒸汽及環氧乙烷滲透性良好的，這樣容易達到適宜的滅菌條件。
環氧乙烷不損害滅菌的物品且穿透力很強，故多數不宜用一般方法滅菌的物品均可用環氧乙烷消毒和滅菌。例如，電子儀器、光學儀器、醫療器械、皮毛、棉、化纖、塑料制品、內鏡、透析器和一次性使用的診療用品等。環氧乙烷是目前最主要的低溫滅菌方法之一。
滅菌后口罩上會有環氧乙烷殘留，而環氧乙烷是一種廣譜滅菌劑，它是易燃易爆的有毒氣體，具有芳香的醚味，在4°C時候相對密度為0.884，沸點為10.8°C，其密度為1.52g/cm3。在室溫條件下，很容易揮發成氣體，當濃度過高時可引起爆炸。長期吸入環氧乙烷，不但刺激呼吸道，還會有強烈的致癌可能性。長期少量接觸，可見有神經衰弱綜合征和植物神經功能紊亂。
滅菌處理后，應通入過濾后的無菌空氣，經歷真空空氣循環過程，使殘留環氧乙烷安全去除，從而達到安全含量標準，這一過程稱為解析。因此經環氧乙烷滅菌的醫用口罩，必須經過解析，經檢測合格才能出廠上市。
傳統的環氧乙烷消毒器，用通俗的話來說，消毒完后要解析環氧乙烷的毒性，需要14天的時間才能投放市場。現在可以利用環氧乙烷的物理性質開發出了預熱滅菌解析技術，使得口罩滅菌后解析時間縮短到一天。