מבחינת עקרונות הפעולה, מטהרי אוויר מתחלקים בדרך כלל לשלוש קטגוריות: פסיביות, אקטיביות והיברידיות (המשלבות שיטות פסיביות ואקטיביות כאחד).
לגבי הטכנולוגיות המשמשות להסרת חומר חלקיקי הנישא באוויר, השיטות העיקריות כוללות סינון מכני, סינון אלקטרט, משקעים אלקטרוסטטיים במתח גבוה- ושיטות המבוססות על יונים או פלזמה שליליים-.
סינון מכני
חלקיקים נלכדים בדרך כלל באמצעות ארבעה מנגנונים: יירוט ישיר, פגיעה אינרציאלית, דיפוזיה בראונית ואפקט הסינון. אמנם יעילה באיסוף חלקיקים עדינים, אך שיטה זו יוצרת התנגדות משמעותית לזרימת אוויר; השגת יעילות טיהור גבוהה דורשת מסננים צפופים, מה שמביא לתוחלת חיים קצרה יותר ומחייב החלפה קבועה.
משקעים אלקטרוסטטיים במתח- גבוה
שיטה זו משתמשת בשדה אלקטרוסטטי במתח גבוה- כדי ליינן את האוויר, תוך טעינת חלקיקי אבק כך שהם נמשכים אל אלקטרודה ונאספים עליה. למרות שהתנגדות זרימת האוויר נמוכה, השיטה פחות יעילה בלכידת חלקיקים וסיבים גדולים יותר. הוא עלול לגרום לפריקה חשמלית, הוא גוזל זמן-וקשה לניקוי, ונוטה ליצור אוזון, מה שמוביל לזיהום משני.
סינון אלקטרט
בעוד שסינון מכני סטנדרטי יעיל עבור חלקיקים גדולים מ-10 מיקרון, לכידת חלקיקים בטווח של 5-מיקרון, 2-מיקרון, או אפילו תת--מיקרון באמצעות מערכות מכניות בעלות יעילות גבוהה הופכת יקרה ומגבירה משמעותית את ההתנגדות לזרימת האוויר. חומרי סינון אוויר אלקטרט משיגים יעילות לכידה גבוהה עם צריכת אנרגיה נמוכה, בשילוב זה עם התנגדות זרימת האוויר הנמוכה האופיינית למשקעים אלקטרוסטטיים. באופן מכריע, הם אינם דורשים ספק כוח חיצוני במתח גבוה (עשרות אלפי וולט), ולכן הם אינם מייצרים אוזון; יתר על כן, בהיותם עשויים מפוליפרופילן, קל להיפטר מהם.
איסוף אבק אלקטרוסטטי
שיטה זו יכולה לסנן אבק, עשן וחיידקים הקטנים מתאי האדם, ולסייע במניעת מצבים כמו מחלות ריאה, סרטן ריאות וסרטן הכבד. החלקיקים הנישאים באוויר המזיקים ביותר הם אלה הקטנים מ-2.5 מיקרון, מכיוון שהם יכולים לחדור לתאים ולהיכנס לזרם הדם. מטהרים סטנדרטיים המשתמשים בנייר סינון ללכידת אבק נוטים להסתימה; האבק המצטבר לא רק שלא מספק עיקור אלא גם גורם בקלות לזיהום משני.
עיקור אלקטרוסטטי
באמצעות שדה אלקטרוסטטי במתח- גבוה של כ-6,000 וולט, שיטה זו מבטלת באופן מיידי ומוחלט חיידקים ווירוסים הנצמדים לחלקיקי אבק, ובכך מסייעת במניעת מחלות כמו הצטננות ומחלות זיהומיות. מנגנון העיקור כרוך בשיבוש ארבע שרשראות הפוליפפטיד של חלבון הקפסיד החיידקי ופגיעה ב-RNA.
