對要求潔凈室的懸浮粒子濃度或微生物濃度更低的場合，就使用單向氣流。以前稱這類潔凈室為“層流”潔凈室。單向流和層流的名稱均說明了其氣流的狀況:氣流以一個方向流動(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/分鐘至 100 英尺/分鐘)的均速流過整個空間。由滿布潔凈室吊頂的高效過濾器向室內送風。氣流有如一個空氣活塞，向下流經室內，帶走污染物，然后從地面排出。又在與外部的一些新鮮空氣混合后，再循環至高效過濾器。
人員和工藝所產生的懸浮污染可立即被這種空氣流清除掉,而紊流通風系統采用的是混合與稀釋原理。在一間沒有任何障礙物的空房間，單向流用比前面提到的低得多的風速，就可以很快將污染物清除。但在一個操作間，機器以及機器周圍走動的人員，會對氣流形成障礙。障礙物可以使單向流變成紊流，從而在障礙物周圍形成氣流團。人員的活動也可以使單向流變成紊流。在這些紊流中，由于風速較低，空氣稀釋程度較小，從而使得污染濃度較高因此，必須將風速保持在 0.3 米/秒至 0.5 米/秒(60 英尺/分鐘到 100 英尺/分鐘)的范圍里以便使中斷的單向流能快速恢復，充分稀釋障礙物周圍紊流區的污染。