防毒面具是有毒作業常用的個體呼吸防護設備，它所使用的化學濾毒盒，能將入空氣中的有害氣體或蒸氣濾除，或將其濃度降低，保護使用者的身體健康。根據我國的標準，通常將濾毒盒分為防有機氣體、防氨氣、防汞蒸氣和防酸性氣體（如氯氣、氯化氫和二氧化硫等）。
了解濾毒盒如何工作，能幫助人們在作業中正確使用，非常重要。
濾毒盒盒體內裝填有吸附劑，吸附劑具有多孔狀結構，通常為活性炭，如煤質炭或椰殼炭。多孔結構使活性炭有巨大的內表面積，每克活性炭的表面積可達一千平方米左右，對許多氣體和蒸氣具有很高的吸附性。氣體是常溫常壓下呈氣態存在的物質，如氯氣、一氧化碳氣體等，蒸氣是常溫常壓下以液態存在的物質蒸發產生的氣體，如苯、丙酮等。吸附是氣體分子被吸引到活性炭表面，進而從空氣中被分離出的過程，這種吸引力比較弱，是弱的物理作用，也稱物理吸附，強度與有機蒸氣的性質有密切關系。
為使濾毒盒對某些化學物質更具有選擇性，用化學試劑浸漬活性炭后，某些特殊化學物質可與活性炭上的試劑發生化學反應，這類吸附也叫作化學吸附。多數濾毒盒依靠化學吸附（參見表1）。
表1 濾毒盒種類和過濾機理
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濾毒盒種類 | 過濾機理 | 化學試劑舉例 |
有機蒸氣 | 物理吸附 | —— |
氨氣 | 化學吸附 | 氯化鎳、鈷鹽、銅鹽、酸 |
酸性氣體 | 化學吸附 | 碳酸鹽、磷酸鹽、氫氧化鉀、銅鹽 |
汞蒸氣 | 化學吸附 | 碘、硫 |
化學吸附力是化學結合力，比單純的物理吸附力強許多，且不可逆轉，這類濾毒盒在使用中只要注意不發生穿透，及時更換濾毒盒，往往不會有特殊的問題。所謂穿透是活性炭已經吸附飽和，失去過濾作用，如不更換，有害氣體將直接被使用者吸入。
但對于有機濾毒盒來講，情況比較復雜。首先，有機蒸氣種類繁多，同一濾毒盒對不同種類物質吸附容量不同，難于統一確定更換時間。另一個突出問題是，由于物理吸附作用力弱，吸附過程可能發生逆轉，出現解吸。解吸會在活性炭停止使用期間自然發生，也會因活性炭選擇吸附與它親和力更強的物質使已經吸附的物質被替代而發生，通常這類容易被替代的物質被稱為易揮發性物質。在歐洲，把沸點低于65°C作為劃分易揮發性物質的指導性界限，常見的如丙酮（沸點56.5°C）、二氯甲烷（沸點39.8°C）、汽油（沸點40-200°C）、石油醚（沸點40-80°C）、乙醚（沸點34.6°C）、乙醛（沸點20.8°C）等。對用于過濾這類物質的濾毒盒而言，在停止使用期間，即使濾毒盒內沒有氣流運動，原來吸附的物質也會解吸，解吸的物質從濾毒盒入口端炭層向后方擴散，直至彌漫整個濾毒盒，這個現象稱為遷移，造成遷移的因素包括：
