生物安全柜是通过物理技术实现生物危害隔离的一种装备。它应用气密性结构设计及内部负压过滤通风技术，达到防止病原体气溶胶扩散污染的目的。
1.过滤完整性
生物安全柜所用的高效空气过滤器都由供货商检测后提供，进货交收检验仍采用“PAO”法作扫描捡漏以确定该高效空气过滤器的透过率。然而，安装的过滤器，其与柜体的吻合缝隙以及柜体结构的材料沙眼都足以导致病原气溶胶泄漏。据国际统计数据报道，生物安全柜经运输后的扫描捡漏合格率仅30%。
2.柜体密封性
生物安全柜是空气负压装置，正常运行中的生物安全柜不会导致病原气溶胶泄漏。为什么还要对生物安全柜柜体密封性作出规定？为什么密封性条件试验规定为正压？其实是风机故障条件下病原气溶胶受正压扩散的防护需要。
3.精细的过滤技术
国际、国内对于生物安全柜用过滤技术都规定相对0.3μm颗粒的过滤效率≥99.99%。然而，已知的病原病毒颗粒仅几十纳米，如：小颗粒SARS病毒40nm。考虑悬浮颗粒的直径可小于0.1μm。小颗粒病原微生物寄生于小颗粒尘埃，仍存在穿透高效空气过滤器的概率。特别是这种概率的存在对于排风口的危害将是不可低估的。
4.优化的气流匹配设计
的气流设计不能简单的符合YY0569规定，垂直下降气流设计流速0.5m/s时与流入气流流速下限值0.5m/s就不能匹配。反之，流入气流平均流速在允许波动范围内取下限值，则产生操作区正压而导致病原气溶胶外逸。前部操作口流入气流平均流速与垂直下降气流平均流速间存在匹配关系，且流入气流并不因为流速高而保护因子获得提高，经5年余研究发现，垂直气流在标准规定条件下提高流入气流流速时，前部操作口保护因子却适得其反。稳定可靠的前窗保护因子，是柜体结构、回风负压和流体力学、空气动力学等诸多设计综合体现。
5.正压污染区被负压包围的结构
A2型生物安全柜的送风静压箱内空气为流入与循环部分气流的混合体，属于被污染气流，该静压箱设计为负压包围结构。
B2型生物安全柜的排风为负压设计，污染气流直接由负压风道直接排空。生物安全柜操作区左右后三侧为双板型结构设计的负压污染区。
负压结构设计的目的是可靠防护病原气溶胶逸出。
6.定向气流
定向气流是一个俗称，技术术语称为“层流”，即单向的气流。经高效空气过滤器过滤的操作区垂直下降层流，被用以保护实验样本免遭内部交叉感染。因为，操作区回风口分布及回风负压使垂直气流未到达操作台面已经分流，如前后、左右，由气流渐变线围成非期望的三角形区域。三角形区域内覆盖的工作台面气流流速明显降低。在人员手臂伸入情况下，受下降气流撞击，手臂下部形成气流漩涡，且漩涡直径大于手臂直径并形成连续状态。这就是内部交叉感染的动态影响。
在交叉污染静态试验条件下，由于三角形区域气流降低，侧壁细菌喷射口射出的细菌轻而易举地到达远距离培养皿，这种现象用向量函数可解析（垂直下降流速、细菌喷口流速、沉降均着落地与喷口距离位置关系）。这是静态试验条件下交叉污染的成因。
无论在动态条件下还是在静态试验条件下，垂直下降气流不能侧弯是关键。因为，垂直方向量的提高是抑制喷口细菌前移的关键。回风负压口分布的设计在满足垂直下降气流不侧弯的前提下，动态时手臂下方的气流漩涡没有生成的条件，也就有效抑制了交叉污染的发生。
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