يعتمد المبدأ الكامن وراء عملية التعقيم بالضغط العالي على حقيقة أن زيادة ضغط البخار يؤدي إلى رفع درجة حرارته بشكل كبير، مما يسمح بعملية تعقيم أكثر كفاءة وسرعة. تعمل الأوتوكلاف عادةً عند ضغط يتراوح بين 1.5 إلى 3 أضعاف الضغط الجوي، مما يؤدي بالتالي إلى زيادة درجة حرارة البخار إلى حوالي 121 إلى 134 درجة مئوية (250 إلى 273 درجة فهرنهايت). درجات الحرارة المرتفعة هذه فعالة للغاية في تدمير مجموعة واسعة من الكائنات الحية الدقيقة.
تتضمن عملية التعقيم بالضغط العالي عدة خطوات رئيسية. أولاً، يتم وضع العناصر المراد تعقيمها داخل غرفة الأوتوكلاف، والتي يتم إغلاقها بعد ذلك لإنشاء نظام مغلق. يتم توليد البخار وحقنه في الغرفة، مما يؤدي إلى إزاحة الهواء. ومع زيادة ضغط البخار، ترتفع درجة الحرارة، ويبدأ وقت التعرض. يؤدي الجمع بين درجة الحرارة والضغط المرتفعين إلى قتل الكائنات الحية الدقيقة بشكل فعال عن طريق تغيير طبيعة بروتيناتها، وتعطيل أغشية خلاياها، وتدمير مادتها الوراثية.
تعتمد مدة دورة التعقيم على عوامل مختلفة، بما في ذلك نوع الحمولة، وحجم وكثافة العناصر التي يتم تعقيمها، والمستوى المطلوب لقتل الميكروبات. يمكن أن تتراوح دورات التعقيم النموذجية من 15 إلى 30 دقيقة، مع الحاجة إلى وقت إضافي حتى تبرد الغرفة ويعود الضغط إلى مستوياته الطبيعية.