工作原理类似于钢质喷砂、塑料喷砂和苏打喷砂。在干冰清洗操作过程中，喷发介质的干冰颗粒在高压气流中被加快，通过喷嘴喷出，冲击待清洗外表。干冰喷发的共同之处在于干冰颗粒在碰击的瞬间蒸发。干冰的动量在碰击的瞬间消失了。干冰颗粒和清洁外表之间的快速热交换导致固体CO2(二氧化碳)快速升华成气体。

与其他爆破介质不同，干冰颗粒的特点是温度极低(-78°C)，当它们蒸发时会吸收大量热量。这种低温效应赋予干冰喷发器共同的热力学特性，影响粘附尘垢的机械特性。干冰清洗原理由于干冰颗粒和清洁外表之间的温差很大，会发生热冲击。当尘垢层的温度下降时，脆性增加，然后干冰颗粒能够冲击和破坏尘垢层。

干冰颗粒在千分之几秒内体积膨胀近800倍，在碰击点形成“微爆炸”，打扫尘垢层。具有不同热膨胀系数的两种不同材料之间的温差会破坏两种材料之间的结合。例如，在去除金属物质上的非金属尘垢时，这种热冲击现象非常显着。由于CO2(二氧化碳)的挥发，干冰清洗过程中不会产生二次废物，只留下需求清洗的尘垢。干冰清洗原理即便直接高速碰击清洁外表，干冰的动能影响与沙粒相比也非常小。这是因为干冰不是很硬，在碰击的瞬间蒸发了，所以不会对被清洗的外表形成损坏和危害。