A HEPA a nagy hatásfokú részecske levegőt jelenti. A technológia annak az ipari szükségletnek az eredménye, amely az atomkorban kritikussá vált: nagy mennyiségű, nagyon tiszta levegő, amely létfontosságú a mikroprocesszorok és más érzékeny műszerek gyártásához. Szerencsére a HEPA-szűrés alapvetően egyszerű és olcsó, ami azt jelenti, hogy ma mindenki számára elérhető.
A HEPA-szűrés fizikai folyamat, de nem olyan, mint amit a legtöbben elképzelünk, amikor egy szűrőre gondolunk: egy hálóra, vagy egy szűrőedényre, ahol a lyuknál nagyobb részecskék elakadnak, a többi pedig áthalad. A HEPA tisztítókban a ventilátor inkább egy sűrű, filcszerű szűrőn keresztül vonzza a levegőben szuszpendált részecskéket, amelyek több millió apró, különböző méretű hézaggal rendelkeznek. A levegő szinten akadálytalanul halad át, de a szálak kisszerű hálója szinte az összes részecskét befogja, a „nagy” porszemektől, például a virágporig (10 mikronig), egészen az ultrafinom, 10 nanométeresig (0,01 mikron), mely kisebb, mint egy vírus.
A HEPA szűrőben lévő szálak három alapvető módon rögzítik a levegőben lévő részecskéket. A részecskék közül a legnagyobb, kb. 0,5 mikron vagy annál nagyobb impaktálás útján rögzül; mivel a lendület miatt nem tudják megváltoztatni az irányukat, egyszerűen becsapódnak a szálakba és rögzülnek. A 0,5 mikronnál nem sokkal kisebb részecskéket elkapás útján rögzíti a HEPA-szűrő; alacsonyabb lendületük lehetővé teszi számukra, hogy egyes szálak körül áramolhassanak, de végül elég közel ahhoz, hogy útközben ismét megtapadjanak egy szálon. Végül a nagyon finom részecskék, nevezetesen a 0,1 mikron alattiak, vagy a szálak átmérőjének legfeljebb ötöde, véletlenszerűen keringenek a levegőben, és a légköri atomokkal és molekulákkal való kölcsönhatásuk miatt lelassulnak, és végül visszasodródnak és újra megtapadnak egy szűrőszálban. Ezt a folyamatot diffúziónak nevezzük. A nettó eredmény az, hogy gyakorlatilag az összes részecske gyorsan befogódik, miközben a légáramlás csak kissé akadályozott.

Érdekesség, hogy a HEPA légtisztítók rendkívül hatékonyan távolítják el a füstrészecskéket a levegőből. Egy tűzvész esetén például gyakran alkalmaznak légtisztító berendezéseket a füstcsökkentő stratégia részeként.