二氧化碳灭火器主要依靠窒息和局部冷却来灭火。
使用二氧化碳灭火器时，如果在室外使用，应在上风向喷洒，手要放在钢瓶的木柄上，以防冻伤。在狭窄房间空使用时，灭火后操作人员应迅速离开，以防窒息。
二氧化碳的密度很高，大约是空气体的1.5倍。在正常压力下，液态二氧化碳会立即汽化。一般两磅液态二氧化碳能产生0.5立方米左右的气体。因此，在灭火时，二氧化碳气体可以排除空气体被包围在燃烧物表面，或分布在相对封闭的空室内，降低可燃物周围或防护空室内的氧气浓度，产生窒息和灭火作用。
