水噴霧系統通過改變水的物理狀態，通過水霧噴頭使水從連續的灑水狀態轉變成不連續的細小水霧滴，而噴射出來。它具有較高的電絕緣性能和良好的滅火性能。水噴霧的滅火機理主要是表面冷卻、窒息、乳化和稀釋作用。這四種作用在水霧噴射到燃燒物質表面時通常是以幾種作用同時發生，并實現滅火的。

一、表面冷卻

水噴霧系統以水霧滴形態噴出水霧時比直射流形態噴出時的表面積要大幾百倍，當水霧滴噴射到燃燒表面時，因換熱面積大而會吸收大量的熱能并迅速汽化，使燃燒物質表面溫度迅速降到物質熱分解所需要的溫度以下，使熱分解中斷，燃燒即終止。

表面冷卻的效果不僅取決于噴霧液滴的表面積，同時還取決于滅火用水的溫度與可燃物閃點的溫度差，閃點愈高，與噴霧用水兩者之間溫差愈大，冷卻效果亦愈好。對于氣體和閃點低于滅火所使用的水的溫度的液體火災，表面冷卻是無效的。

二、窒息

水霧滴受熱后汽化形成原體積1680倍的水蒸氣，可使燃燒物質周圍空氣中的氧含量降低，燃燒將會因缺氧而受抑或中斷。實現窒息滅火的效果取決于能否在瞬間生成足夠的水蒸汽并完全覆蓋整個著火面。

三、乳化

乳化只適用于不溶于水的可燃液體，當水霧滴噴射到正在燃燒的液體表面時，由于水霧滴的沖擊，在液體表層造成攪拌作用，從而造成液體表層的乳化，由于乳化層的不燃性使燃燒中斷。對于某些輕質油類，乳化層只在連續噴射水霧的條件下存在，但對粘度大的重質油類，乳化層在噴射停止后仍能保持相當長的時間，有利于防止復燃。

四、稀釋

對于水溶性液體火災，可利用水來稀釋液體，使液體的燃燒速度降低而較易撲滅。滅火的效果取決于水霧的冷卻、窒息和稀釋的綜合效應。