Paljud õhupuhastid kasutavad peamiste filtreerimissüsteemidena kõrge efektiivsusega tahkete osakeste õhufiltreid, tuntud ka kui HEPA-filtrid. HEPA-filtreid kasutavad õhupuhastid vähendavad allergeenide, tolmu ja mikroskoopiliste osakeste hulka õhus. HEPA filtrid on tuntud oma tõhususe poolest nende õhus lendlevate osakeste püüdmisel. Tõeline HEPA õhupuhastaja eemaldab tavaliselt 99.97% õhus leiduvatest osakestest.
HEPA filtrid leiutati kasutamiseks õhupuhastites. Manhattani projekti teadlased lõid 1940. aastatel HEPA filtreerimissüsteemi, et eemaldada laborites õhust radioaktiivsed osakesed. Filtreid on aastate jooksul teatud määral täiustatud ja nüüd kasutatakse puhastites puhastes ruumides, haiglates ja lennukites, aga ka kodudes ja ettevõtetes.
Õhupuhastites on kaks HEPA-filtratsiooni taset. Esiteks on tõeline HEPA või absoluutne HEPA tase, mis püüab kinni 99.97% kõigist osakestest, mis on 0.03 mikronit või suuremad. Ameerika Ühendriikides peavad need filtrid läbima testimisprotsessi, et teha kindlaks, kas neil on see tõhususe tase, et saada tõelise HEPA-filtri sertifikaat. Tõelistel HEPA-filtritel on tavaliselt seerianumber, mis näitab, et need läbisid testimisprotsessi.
HEPA-filtri teine tõhususe tase on HEPA-laadne või HEPA-tüüpi filter. Need kas ei ole läbinud tõelist HEPA-testi või ei ole täitnud selle rangeid nõudeid. Need filtrid on õhuosakeste eemaldamisel tavaliselt 85–90% tõhusad.
HEPA õhupuhasti filter on tavaliselt akordioniga volditud leht HEPA-kvaliteediga filtreerimismaterjalist. See HEPA õhupuhastis olev materjal osakesi püüab kinni kolmel peamisel viisil. Esiteks püütakse suuremad osakesed kinni, samamoodi nagu kurn püüab teelehti kinni, kuid laseb vedelal teel läbi. Seda filtreerimisprotsessi nimetatakse pealtkuulamiseks ja see on levinud enamiku õhufiltreerimissüsteemide puhul.
Erinevalt paljudest teistest filtritest ei püüa HEPA filtrid lihtsalt kinni osakesi, mis on suuremad kui filtri väikseimad augud. Teist filtreerimisviisi HEPA õhupuhastis nimetatakse kokkutõmbumiseks. Impaction kasutab HEPA-filtris ringlevat õhuvoolu, et suunata osakesed kiududesse. Kui õhk läbib kiulist lehte, nihkub see ja liigub, et leida oma tee. Osakesed järgivad voolu ja jäävad sageli protsessi lõksu.
Kolmas filtreerimisprotsess, mida kasutab HEPA õhupuhastaja, mida nimetatakse difusiooniks, püüab kinni kõige väiksemad osakesed, enamasti need, mille suurus on 0.1 mikronit. Need osakesed on nii väikesed, et interakteeruvad õhuvooludega molekulaarsel tasemel. Nad püütakse kinni, kui nad satuvad kokku õhumolekulidega, põrkuvad maha ja tabavad filtrikiude.