多种气体和蒸气具有杀菌特性。最有用的是甲醛和环氧乙烷。将其用于密闭系统中并在受控的温度和湿度条件下可以实现灭菌。
环氧乙烷气体对包括孢子，病毒，真菌和高抗性嗜热细菌在内的微生物具有致命作用。时间，温度，浓度和湿度对环氧乙烷灭菌速率的影响直接相关。将浓度加倍将在大约一半的时间内实现灭菌。温度的影响是，温度每升高10 oC，杀菌活性就会增加一倍。在相对湿度（RH）为30％时，灭菌速度最快，随着相对湿度增加到100％，灭菌变得越来越慢。
所有用环氧乙烷灭菌的材料必须在与皮肤接触之前至少24小时充气。空气中3-10％环氧乙烷的混合物具有爆炸性。氟利昂或CO 2中的环氧乙烷的市售混合物没有爆炸性，可以安全使用。