N95口罩的過濾原理主要依賴於其特殊的結構和無紡布材料。
這種口罩通常包含四層不同材料，其中包括內外保護層和支撐層，中間是關鍵的過濾層，主要由聚丙烯熔噴布構成。過濾層的纖維非常細，直徑約為0.1微米，這些微小的纖維之間有較大的空隙，大約為10微米。這些空隙使得口罩能夠有效過濾掉空氣中的微小顆粒，如細菌和病毒。
N95口罩的過濾效率主要依賴於以下幾種機制：
慣性撞擊。較大的顆粒物由於慣性直接撞到纖維上而被過濾。
沉降作用。較大的顆粒物受到重力作用，自然沉降到纖維上。
擴散作用。小顆粒在氣流中受到分子熱運動的影響，偏離氣流方向，從而被纖維吸附。
靜電吸引作用。經過特殊處理的聚丙烯纖維帶有靜電，能夠吸引帶電的微小顆粒，從而提高過濾效率。
此外，N95口罩通常經過駐極處理，使得纖維攜帶持久的靜電，進一步提高對微小顆粒的過濾效率。這種口罩能夠有效阻擋飛沫、唾液、痰液、血液等體液飛沫，對0.3微米以上體積的微粒阻隔率可達95%以上，因此能有效預防新型冠狀病毒的傳播。