等离子体中所包含的活性氧原子、氧分子以及等离子体所产生的辐射将破坏细菌的细胞膜、DNA 及蛋白质， 具体作用机制包括:
1、活性基团的作用
等离子体中含有的大量活性氧离子、高能自由基团等成分，极易与细菌、霉菌及芽孢、病毒中蛋白质和核酸物质发生氧化反应而变性，使各类微生物死亡。
2、高速粒子击穿作用
在灭菌实验后，通过电镜观察经等离子体作用后的细菌菌体与病毒颗粒图像，均呈现千疮百孔状，这是由具有高动能的电子和离子产生的击穿蚀刻效应所致。
3、紫外线的作用
在激发双氧水形成等离子体的过程中，伴随有部分紫外线产生，这种高能紫外光子被微生物或病毒中蛋白质所吸收，致使其分子变性失活。
