层流手术室不仅要求洁净的空气（进入手术室的空气首先须经高效过滤器净化），而且要求能控制气流的流通方向（即采用层流超净装置），使气流从洁净度高的手术区域流向洁净度低的区域，并带走和排出气流中的尘埃颗粒（尘粒）和细菌；层流是一股细小、薄层的气流，以均匀的流速向同一方向输送；净化气流的方向分为垂直层流式和水平层流式两种。垂直层流式（Supply air ceiling for operating theatre）高效过滤器装在手术病床的正上方，气流垂直吹送，回风口设在墙面的四角，确保手术台洁净度达标，一般多采用垂直层流式效果好　层流手术室是一个"正压"环境，其空气压力根据其不同区域（如手术间、无菌准备间、刷手间、麻醉间和周围干净区域等）洁净度不同要求而不同。
不同级别的层流手术室其空气洁净度标准不同，例如美国联邦标准100级层流手术室的标准为每立方尺空气中≥0.5μm的尘粒数，≤100颗或每升空气中≤3.5 颗。1000级为每立方尺空气中≥0.5μm的尘粒数，≤1000颗或每升空气中≤35颗。依次类推。
不同级别的层流系统，其控制空间环境中的空气置换率也不同，洁净度级别越高，置换率越快，反之亦然。
层流手术室墙壁应用具有抑菌作用的特殊涂料粉刷，光线明亮，色彩柔和且不须用水清洁冲洗。