以不透气材料为主制成，主要在严重受染区域使用。按使用材料的气密性，可分为隔绝式防毒衣和部分透气式防毒衣两类。①隔绝式防毒衣。全部由不透气材料制成的气密式防毒衣。适合制作隔绝式防毒衣的材料是高分子薄膜或复合高分子材料，如可采用丁基胶布、氯化丁基胶布、溴化丁基胶布和聚氯乙烯薄膜等制成隔绝式防毒衣。隔绝式防毒衣依靠材料本身的不透气性、良好的抗渗透能力，以及防毒衣本身结构式的气密性和人员的正确穿戴，将人体与环境完全隔绝，具有良好的防毒性能，可阻挡液滴状毒剂的渗透和蒸气状毒剂的扩散透过，并可隔离生物战剂和放射性灰尘的透入。一些隔绝式防毒衣还具有阻燃功能，称隔绝式阻燃防毒衣。分子链中含有卤素的
聚氯乙烯、
氯化丁基橡胶，可作为制作的原料，它们在遇火分解时，放出不能燃烧的气体以阻隔氧与材料的接触，达到灭火的目的；也可在高分子材料的配料中加入阻燃剂，阻止和减缓材料的燃烧。隔绝式防毒衣还具有耐老化、耐酸碱、耐洗消等特点。隔绝式防毒衣本身材料的特点，也使空气和水汽的通过受到阻挡，造成人体散热和排汗的困难，不能长时间穿着，存在穿着舒适性差的问题。温度升高，防毒时间急剧下降，因此在环境温度为25℃以下使用。规定了允许穿着时间，如在30℃以上的气候条件下使用隔绝防毒衣不得超过15～20分钟，否则有出现中毒和中暑的可能。采取冷却法和通风法可使防毒衣降温散热。②部分
透气式防毒衣。主干部分由不透气材料制作而局部用透气材料制作的防毒衣。它在隔绝式防毒衣的基础上作了局部的改变，在腋下、裆部等部位开口，用透气防毒材料代替隔绝材料，利用透气防毒材料的透气、透湿性能使防毒衣具有一定的排汗散热功能，同时保留了隔绝材料良好的防毒性能。相对隔绝式防毒衣而言，在一定程度上减轻了对人员的生理影响，但效果不是特别显著。部分透气式防毒衣中采用的透气防毒材料主要有两种：一种为含有活性炭的透气材料；另一种为具有透湿功能的高分子薄膜，如喷涂有活性炭粉末的炭布、膨化体微孔聚四氟乙烯薄膜等。部分透气式防毒衣主要用于特殊的场合。防毒衣通常有分体式（两截式）和连体式两种结构式。连体式更为常见。分体式防毒衣通常由带有帽罩的上衣和连有靴套的裤子组成或由带头罩的上衣、裤子和防毒靴组成。连体式防毒衣的头罩、上衣、裤子和靴套连成一体。通常有全密封式和非密封式两种。全密封式防毒衣，又称重型防毒衣。头罩一般装有眼窗并罩住脸部，头罩与上衣形成密封连接，一般配有内置式呼吸器或外置式呼吸器，防毒衣穿脱部位用气密拉链密封，防毒衣内形成的正压能保证气密。非密封式防毒衣的头罩在脸部位置开口，头罩为非封闭式的连身式防毒衣和分体式防毒衣通常需要与防毒面具、防毒手套配合使用，在保证各接口处的气密性前提下，才能有效地防护全身皮肤。
第一次世界大战期间，化学武器被首次大规模使用，其显著的杀伤效果引起各国的高度重视，个人防护装备相应产生。1917年7月12日在比利时伊普尔地区，德军对英法联军首次使用了芥子气。芥子气通过呼吸道和皮肤都能造成人员中毒，因此在利用防毒面具保护面部皮肤和呼吸器官外，又开展了皮肤防护装备的研究。第一次世界大战末期，首先出现了用不透气油布制成的防毒衣，但这种防毒衣材料太硬，有黏性，不便于工作。为了寻求适合在军队中广泛应用的皮肤防毒材料，曾研究出防毒油膏，涂在人体皮肤上达到防毒目的，但它只对蒸气状
糜烂性毒剂有一定的防御作用，未被普遍使用。随着化学合成工业的发展，出现了
合成橡胶和高聚物。20世纪40～50年代，综合性能较好的、用合成橡胶聚异丁烯及其与其他橡胶混合制成的合成橡胶防毒衣和塑料防毒衣取代了最早的油布防毒衣、
天然橡胶防毒衣。随着进一步的发展，防毒衣主要以较轻便的
丁基橡胶及改性丁基橡胶为基本原料制成。随着战场环境的日趋复杂，对防毒衣提出了阻燃防火要求，继而出现了隔绝式阻燃防毒衣。自60～70年代以后，为解决防毒衣的降温散热问题，改善防毒衣生理性能，进行了大量研究，出现了降温散热效果较好的冷却背心和冷却服等，还研制出在防毒衣上带有过滤通风装置或正压式通风散热的防毒衣及在不透气材料上局部改用透气材料的防毒衣，同时出现了生理性能较好的防毒服。为满足作战需求，继续改善和提高防毒衣的生理性能，延长穿着时限，研制体积小、重量轻、结构简单、能耗低、造价低，具有降温散热系统的防毒衣是未来的发展趋势，也是从根本上解决防毒衣穿着舒适性差的有效手段。同时，继续寻找防毒性能好、机械强度高、柔软轻便、阻燃性能好、易洗消的
多功能复合材料是防毒衣材料发展的方向。总之，随着新材料、新技术、新工艺的发展，防毒衣会朝着功能多元化、穿着舒适轻便的方向发展。