層流手術室是采用空氣潔凈技術對微生物及塵埃粒子采取不同程度的控制，達到控制空間環境中空氣潔凈度來適應各種手術的要求，并提供適宜的溫、濕度，從而創造一個潔凈舒適的潔凈手術空間。

層流手術室不僅要求高潔凈度的空氣（進入手術室的空氣必須要經過高效過濾器凈化），還要控制氣流的方向（即采用層流超凈裝置），使氣流從潔凈度高的手術區域流向潔凈度低的區域，并帶走排出氣流中的細菌和塵埃粒子；層流是一股薄層、細小的氣流，以均勻的的流速想同一個方向輸送；氣流的方向分為：水平層流式和垂直層流式。垂直層流式是指高效過濾器裝在手術室病人腳部一側的墻壁上，氣流水平吹，回風口設在相對一側墻面的天花板上。一般醫院都會采用垂直層流式。

層流手術室是一個"正壓"環境，其空氣壓力根據其不同區域（如手術間、無菌準備間、刷手間、周圍干凈區域等）潔凈度不同要求而不同。不同級別的層流手術室其空氣潔凈度標準不同，例如美國聯邦標準百級層流手術室的標準為每立方尺空氣中≥0.5μm的塵粒數，≤100顆或每升空氣中≤3.5 顆。千級為每立方尺空氣中≥0.5μm的塵粒數，≤1000顆或每升空氣中≤35顆。依次類推。不同級別的層流系統，其控制空間環境中的空氣置換率也不同，潔凈度級別越高，置換率越快。
層流手術室墻壁應用具有抑菌作用的特殊涂料粉刷，色彩柔和、光線明亮，且不須用水清潔沖洗。