二氧化碳灭火器的灭火原理主要是通过降温和隔绝空气来实现的。在常温常压条件下，二氧化碳的物态为气相。当贮存于密封高压气瓶中，低于临界温度31.4时是以气、液两相共存的。在灭火过程中，当二氧化碳从贮存气瓶中释放出来，压力骤然下降，使得二氧化碳由液态转变成气态，稀释空气中的氧含量。氧含量降低会使燃烧时热的产生率减小，而当热产生率减小到低于热散失率的程度，燃烧就会停止下来。此外，二氧化碳灭火器喷射时会形成细微的固体干冰粒子，干冰吸取周围的热量而升华，即能产生冷却燃烧物的作用。但二氧化碳灭火作用主要在于窒息，冷却起次要作用。二氧化碳灭火器主要用于扑救贵重设备、档案资料、仪器仪表、600伏以下电气设备及油类的初起火灾，适用于扑救B类火灾（如煤油、柴油、原油，甲醇、乙醇、沥青、石蜡等火灾）、C类火灾（如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气等火灾）以及E类火灾（物体带电燃烧的火灾）。
