对要求洁净室的悬浮粒子浓度或微生物浓度更低的场合，就使用单向气流。以前称这类洁净室为“层流”洁净室。单向流和层流的名称均说明了其气流的状况:气流以一个方向流动(或是垂直的或是水平的 )，并以一般是 0.3 米/秒至 0.5 米/秒(60 英尺/分钟至 100 英尺/分钟)的均速流过整个空间。由满布洁净室吊顶的高效过滤器向室内送风。气流有如一个空气活塞，向下流经室内，带走污染物，然后从地面排出。又在与外部的一些新鲜空气混合后，再循环至高效过滤器。

人员和工艺所产生的悬浮污染可立即被这种空气流清除掉,而紊流通风系统采用的是混合与稀释原理。在一间没有任何障碍物的空房间，单向流用比前面提到的低得多的风速，就可以很快将污染物清除。但在一个操作间，机器以及机器周围走动的人员，会对气流形成障碍。障碍物可以使单向流变成紊流，从而在障碍物周围形成气流团。人员的活动也可以使单向流变成紊流。在这些紊流中，由于风速较低，空气稀释程度较小，从而使得污染浓度较高因此，必须将风速保持在 0.3 米/秒至 0.5 米/秒(60 英尺/分钟到 100 英尺/分钟)的范围里以便使中断的单向流能快速恢复，充分稀释障碍物周围紊流区的污染。