由于二氧化碳具有窒息性，足以扼杀火灾的氧气供应，所以二氧化碳灭火器广泛用于保护特殊设备和物品的灭火。二氧化碳灭火器的工作原理是：将二氧化碳气体喷洒到着火部位，通过降低温度并消耗氧气来抑制火焰。其实，二氧化碳灭火器经过几番改进，如今呈现在我们面前的不只是以上原理，更有以下两种现代化工作原理。
1. 分子扩散法：二氧化碳采用高压储存在灭火器中，当被引爆后，能够迅速喷射出来。二氧化碳的密度比空气大，因此二氧化碳喷雾能够迅速降低燃烧区域内的氧气浓度。干燥的二氧化碳消耗热量，阻碍了热传输和氧气供应，从而有效地灭火。
2. 冷却反应法：二氧化碳将热量从火源带走，使火焰得不到延续。二氧化碳的低温从火源直接带走热量，利用物理冷却的原理来抑制火势，从而达到熄灭火源的目的。
二氧化碳灭火器有很高的防护性，能够在红外线或紫外线下使用，因此被广泛应用于航天、电子、计算机、医疗、建筑等行业。