氣體置換保鮮基本原理是將包裝袋中的空氣抽走，然后充入配置好的混合氣體，利用氣體和包裝袋材自己的功能，來達到保鮮食品目的。
　　
　　肉食品與果蔬類鮮度下降的機理各不相同，包裝時充入氣體和袋的材質也各有所異。保持生肉食品的鮮度，主要取決于控制和消除酶所進行的生化過程，以及微生物生命活動所引起的破壞作用。酶對肉類的生化作用可以改善肉的品質，使肉類更富于營養。酶也可以起到不良作用。如魚組織在適宜的溫度條件下，受到酶的作用后，在很短時間內，蛋白質和脂肪組織發生化學變化而變質。酶的生化作用依賴于溫度，在40℃-50℃以下酶有活性，高于50℃活性趨減，在70℃—100℃時全部喪失。溫度低于0℃，活性也極為微弱。可見，為保持肉類的鮮度，真空氣體置換包裝需要適宜的溫度環境。

　　
　　微生物的生存和繁殖會使肉類變腐，氣體置換包裝可以改變微生物生存環境的氣氛，造成微生物不易生存及繁殖，保持肉類的鮮度。活肌肉組織中的微生物數量很少，從健康動物獲得的胴體能夠保持組織無菌，因此，肌肉組織的大部分污染是在動物屠宰以后產生的。
　　
　　新鮮肉的色澤取決于三種形式肌紅蛋白的相對含量，即還原型肌紅蛋白，氧合肌紅蛋白和變肌紅蛋白。在有氧存在條件下，還原型肌紅蛋白是主要色素，因此，肉剛切開時略帶紫色。
　　
　　氧合肌紅蛋白是肌肉色素的氧化型，使肉呈現鮮紅色。變肌紅蛋白使肉產生不良的褐色。它是低氧條件下，由前兩種肌紅蛋白氧化而產生的，是不希望的。控制包裝中氧的含量，可保持肉的色澤。
　　
　　蔬菜和水果采摘后，雖然不能由土地供其維持生命的營養和水分，但其生理作用卻還繼續著，主要是呼吸作用，呼吸作用強，呼吸熱增大，促使果蔬成熟與老化．變質加快。影響呼吸作用的主要因素有：溫度、環境氣體、水分蒸發。
　　
　　溫度是影響水果蔬菜呼吸作用的主要因素。溫度高，呼吸作用增強，加快其老化，通常用低溫保存，即可抑制其呼吸作用，延緩老化。
　　
　　環境氣體主要指氧、二氧化碳及乙烯，其濃度大小，對果蔬呼吸作用有較大影響。果蔬進行呼吸時，吸入氧氣，呼出二氧化碳。如果環境氣氛是低氧、高二氧化碳，就能抑制其呼吸作用。但二氧化碳濃度過高，引起呼吸系統異常，也會造成質量下降。而乙烯氣體是促使果蔬成熟的激素，是影響其品質的重要氣體。果蔬吸收乙烯后，對其呼吸、葉綠素分解、老化均起促進作用。果蔬自身或外界侵入的乙烯，對其鮮度保持均是無益的。
　　
　　果蔬含水率隨品種不同而異，大約在80%—90%的范圍內。一般說來，果蔬中的水分在蒸發過程中，如果質量減少了5%，外觀鮮度就明顯下降，就會失去商品性。氣體置換包裝由于包裝材料透水氣很小，可以防止果蔬的水分彌散，在包裝袋中處于高濕度下，使其水分蒸發得到抑制，以達到保持鮮度的目的。
　　
　　氣體置換包裝保鮮，常用的氣體有氧、氮和二氧化碳。三種氣體對保鮮所起的作用不同。
　　
　　氧可以保持氧合肌紅蛋白和使肉保持鮮紅色。包裝袋中氧壓高于一定值后，從外觀上看，可以明顯增加和延長肉的新鮮度。因而采用高壓氧氣氛，就可以在一定的時間內抑制變肌紅蛋白的形成。氮是一種惰性氣體，可以作填充劑用。氮不影響肉的色澤，也不能抑制細菌的生長。
　　
　　采用氮的目的是為防止產品壓碎，同時可避免食品氧化變褐，氮氣還可以防止食品酸化及抑制微生物呼吸。二氧化碳在氣體置換包裝中得到廣泛的應用，是因為它有抑制細菌的生長能力。
　　
　　在細菌剛剛生長的初期，使用二氧化碳，可以顯著地延長貨架壽命。冷藏肉上的革蘭氏陰性敗壞菌絲對二氧化碳特別敏感，而乳酸菌受其影響較小。它之所以能夠防止食品腐敗，是因為它能改變細菌細胞的滲透性和pH值，以及抑制酶的作用。一般要求其濃度高于25%。