在单向流洁净室内，从送风口到回风口，气流流经途中的断面几乎没有什么变化，加上进风静压箱和高效过滤器的均压均流作用，全室断面上的流速比较均匀，而至少在工作区内流线单向平行，没有涡流。这也就是单向流洁净室的三大特点。这里的流线单向平行，是指时均流线彼此平行，方向单一，并且干净气流不是一股或几股，而是充满全室断面，所以这种洁净室不是靠洁净气流对室内脏空气的掺混稀释作用，而是靠洁净气流推出作用将室内脏空气沿整个断面排至室外，达到净化室内空气的目的。所以，前联邦德国有人称单向流洁净室的气流为“活塞流”、“平推流”前苏联称之为“被挤压的弱空气射流”。干净空气就好比一个空气活塞，沿着房间这个“气缸”，向前推进，而使尘粒只能前进，没有返回，把原有的含尘浓度高的空气挤压出房间。
对要求洁净室的悬浮粒子浓度或微生物浓度更低的场合，就使用单向气流。以前称这类洁净室为“层流”洁净室。单向流和层流的名称均说明了其气流的状况：气流以一个方向流动（或是垂直的或是水平的），并以一般是0.3米/秒至0.5米/秒（60英尺/分钟至100英尺/分钟）的均速流过整个空间。图1是典型的垂直流洁净室的剖面图。从图中可以看出，由满布洁净室吊顶的
高效过滤器向室内送风。气流有如一个空气活塞，向下流经室内，带走污染物，然后从地面排出。又在与外部的一些新鲜空气混合后，再循环至高效过滤器。
人员和工艺所产生的悬浮污染可立即被这种空气清除掉，而紊流通风系统采用的是混合与稀释原理。在一间没有任何障碍物的空房间，单向流用比前面提到的低得多的风速，就可以很快将污染物清除。但在一个操作间，机器以及机器周围走动的人员，会对气流形成障碍。障碍物可以使单向流变成紊流，从而在障碍物周围形成气流团。人员的活动也可以使单向流变成紊流。在这些紊流中，由于风速较低，空气稀释程度较小，从而使得污染浓度较高。因此，必须将风速保持在0.3米/秒至0.5米/秒（60英尺/分钟至100英尺/分钟）的范围里，以便使中断的单向流能快速恢复，充分稀释障碍物周围紊流区的污染。