灭火器的灭火机理是指灭火器在一定环境条件下实现灭火目的所采取的具体工作方式及其特定的规则和机理。以下仅就最为常用的干粉和二氧化碳灭火器加以说明。
一、干粉灭火器
干粉灭火器的主要灭火机理，一是靠干粉中的无机盐的挥发性分解物，与燃烧过程中所产生的自由基或活性基团发生化学抑制和副催化作用，使燃烧的链式反应中断而灭火；二是靠干粉的粉末落在可燃物表面外，发生化学反应，并在高温作用下形成一层玻璃状覆盖层，从而隔绝氧气，进而窒息灭火。另外，还有部分稀氧和冷却作用。
 
二、二氧化碳灭火器
二氧化碳作为灭火剂已有一百多年的历史。二氧化碳主要依靠窒息作用和部分冷却作用灭火。二氧化碳具有较高的密度，约为空气的1.5倍。在常压下，液态的二氧化碳会立即汽化，一般1kg的液态二氧化碳可产生约0.5m3的气体。因而，灭火时，二氧化碳以排除空气而包围在燃烧物体的表面或分布于较密闭的空间中，降低可燃物周围和防护空间内的氧浓度，产生窒息作用而灭火。另外，二氧化碳从储存容器中喷出时，会由液态迅速汽化成气体，而从周围吸收部分热量，起到冷却的作用。