湿熱滅菌は研究が深く、使用が広い滅菌方式である。温度が細胞の最適な生理活動の温度範囲を超えると、温度の上昇に伴い、細胞代謝が遅くなり、細胞の成長と繁殖が最終的に停止する。それぞれの細胞の温度への耐性には上限があり、温度がその上限を超えると、生命作用を果たすタンパク質、酵素、核酸が破壊され、細胞に不可逆的な死をもたらす。簡単に言えば、メカニズム的には、湿熱滅菌において、芽胞の死亡はタンパク質の変性に属し、必要な滅菌温度は低い。これとは異なり、乾熱滅菌はメカニズム的には酸化に属するため、必要な滅菌温度は湿熱滅菌よりずっと高い。
温度は熱エネルギーの計量である。熱は物体とその周辺環境との温度差によるエネルギー移動の結果である。
湿熱滅菌方式を好適に採用する製品または物品にとって、湿熱滅菌は非常に経済的で有効な方法である。飽和蒸気は湿熱滅菌の中で最も一般的な方法である。飽和蒸気滅菌、過熱水滅菌（シャワー、直接浸漬/過熱水回転滅菌など）、伝導、対流、放射線を含む様々な形態のエネルギー移動が発生している。湿熱滅菌におけるエネルギー（熱エネルギー）は容器壁を通過し、被滅菌薬液に伝達されるか、または滅菌後媒体（蒸気または過熱水）を介して直接接触して被滅菌品に伝達される。この形式は熱伝導である。
飽和蒸気滅菌において、エネルギーの移動は主に蒸気の相転移に依存する。水が液体から蒸気状態に変化する場合、大量の熱エネルギーを吸収する必要がある（気化熱：540カロリー/グラム）。滅菌中、蒸気が温度の低い物体に接触すると、540カロリー/グラムの潜熱が放出され、物体の温度が蒸気の温度と等しくなるまで凝縮水が生成される。この効率的な熱伝達方式は、他のいかなる方法とは比較にならない。予備真空滅菌プログラムでは、高真空または脈動真空滅菌にかかわらず、滅菌の初期にチャンバおよび滅菌された物品（フィルタ、衣類、マスク、充填機部品、ホースなど）の空気をできるだけ排除したが。しかし、これは滅菌を妨げるすべての障害が排除されたことを意味するものではなく、凝縮水の適時かつ円滑な排出は空気の排除と同様に重要であり、凝縮水が適時に排出されなければ、蒸気滅菌の効果に大きく影響する。
過熱水の滅菌過程において、エネルギーの移動は主に過熱水の品質（mass）に依存し、熱量を携帯する大量の過熱水は滅菌された製品と直接接触し、容器の壁を通じて、熱エネルギーを容器中の内容物に伝え、その中の微生物を殺す。したがって、滅菌による良好な均一性を得るためには、シャワーサイクルが必要である。データによると、過熱水シャワーによる滅菌過程において、ロードが滅菌プログラムに与える影響は小さく、回転式滅菌器のバランスを保つ必要がなければ、代替品を用いて滅菌器をいっぱいにした後、満載滅菌プログラムで処理する必要はない。
滅菌の効果を高めるには、滅菌設備の設置、滅菌プログラムの設計に特に注目しなければならず、これも湿熱滅菌の検証に成功するために必要な道である。