高效颗粒空气 (HEPA) 过滤器被广泛认为是当前市场上最高的空气净化标准。要获得"True HEPA"标签，这些空气净化器必须经过严格的测试并符合某些标准后才能获得批准。

HEPA 过滤器必须能够捕获至少 99.97% 的空气中颗粒，这些颗粒为 0.3 微米或更大。"微"是一种测量空气中最微小的污染物、过敏原和其他颗粒的方法，这些颗粒往往是微观的，人眼无法检测到。一微米相当于一米的百万分之一。许多 HEPA 过滤器能够捕获更小的颗粒，但 0.3 微米及以上是它们获得 HEPA 名称必须达到的基准。当你认为人眼无法区分任何小于10微米的粒子时，这就真正让这些粒子变得多么小。

HEPA 过滤器使用紧密包装的编织纤维网来捕获被吸引到过滤器中的空气中颗粒。捕获它们的方式取决于粒子的大小和形状，以及粒子与过滤器的碰撞方式。大型颗粒很容易困在过滤器网的表面，而中等大小的颗粒可能设法通过第一层，然后进入内部层。最小的颗粒通常从前几层逸出，但即使这些颗粒最终也会被过滤器内的纤维捕获，然后它们才能到达另一侧并返回大气层。正是这些小颗粒，过滤器必须能够捕获被授予 HEPA 名称。

一些 HEPA 空气净化器在设计上相对简单，仅使用风扇和 HEPA 过滤器清洁空气。但其他型号可以将 HEPA 滤波器与其他技术(如电离器和抗菌过滤器)相结合，以进一步提高其效率。电离器对进射的空气中颗粒进行负静电电荷，使它们更容易被过滤器内的纤维所吸引。额外的抗菌层可确保细菌、过敏原和病毒不能在过滤器上生长，以帮助延长过滤器的使用寿命和整体空气质量。