干冰清洗機的工作原理與噴鋼砂、噴塑料砂及噴蘇打相似，在干冰清洗作業時噴射介質干冰顆粒在高壓氣流中加速，通過噴嘴噴出，沖擊待清洗表面。干冰清洗的獨特之處在于干冰顆粒在沖擊瞬間氣化。干冰的動量在沖擊瞬間消失。干冰顆粒與清洗表面間迅速發生熱交換，致使固體CO2(二氧化碳)迅速升華變為氣體。
干冰與其它噴射介質不同，干冰顆粒的特點是溫度~低(-78℃)，當其氣化后會吸收大量熱量。這種低溫效果使干冰清洗機具有獨特的熱力學特性，從而影響粘附污垢的機械性能。由于干冰顆粒與清洗表面間的溫度相差很大，所以會發生熱沖擊現象。污垢層的溫度降低后，脆性就會增大，隨后干冰顆粒就能將污垢層沖擊破碎。
干冰顆粒在千分之幾秒內體積膨脹近800倍，這樣在沖擊點造成“微型爆炸”，將污垢層吹掃剝離。
干冰清洗機的工作
具有不同熱膨脹系數的兩種不同材料，其之間的溫度差會破壞兩種材料間的結合。例如：在金屬物質上清除非金屬污垢時，這樣的熱沖擊現象非常明顯。由于CO2(二氧化碳)揮發掉了，干冰清洗過程中沒有產生任何二次廢物，留下需要清理的只是清除下來的污垢。即使在很高的速度下直接沖擊清洗表面，干冰與沙粒相比，動能沖擊也很小，這是因為干冰硬度不大，而且又是在沖擊瞬間氣化，所以不會對被清洗表面造成損傷。
由于沒有磨損，干冰清洗機可以被廣泛用于各種材料的清洗上。