Filtreringssystemet til en moderne gulvstøvsuger bruker vanligvis en flerlags strukturdesign. Det første er det primære filterlaget, som hovedsakelig er ansvarlig for å fange opp større partikler av støv, hår og rusk. Det er som en solid forsvarslinje, som forhindrer store partikler av urenheter i å komme direkte inn i den påfølgende filtreringsprosessen, unngår skade på mer delikate filtreringskomponenter, og også foreløpig filtrerer noen forurensninger i luften for å redusere trykket ved påfølgende filtrering.
Neste er det middels effektive filterlaget, som har høyere filtreringsnøyaktighet enn det primære filterlaget. Den kan fange opp noen mindre støvpartikler og noen allergener, som pollen, støvmidd og andre små stoffer. Det middels effektive filterlaget bruker spesielle fibermaterialer. Disse fibrene er sammenvevd for å danne en fin filterstruktur. Støvpartikler vil bli adsorbert eller fanget opp av fibrene når de passerer gjennom, og renser dermed luften effektivt, reduserer innholdet av inhalerbare partikler i luften og beskytter brukerens åndedrettshelse.
Det høyeffektive filterlaget er kjernedelen av hele filtreringssystemet. Vanlige høyeffektive filtre som HEPA-filtre kan filtrere ut ekstremt små partikler, inkludert bakterier, virus og noen skadelige kjemiske partikler. HEPA-filteret har en meget høy filtreringseffektivitet og kan fjerne mer enn 99,97 % av de små partiklene i luften. Prinsippet er at gjennom den komplekse fiberstrukturen og den elektrostatiske adsorpsjonen blir de bittesmå partiklene godt adsorbert på filterfiberoverflaten når de passerer gjennom, og kan ikke slippe ut i luften. På denne måten reduserer luften som slippes ut fra støvsugeren innholdet av forurensninger kraftig og blir frisk og ren.
For å sikre fortsatt effektivitet av filtreringssystemet, er noen støvsugere også utstyrt med automatisk rengjøring eller påminnelse om å skifte filteret. Under drift av støvsugeren vil det gradvis samle seg støv på filteret. Hvis den ikke rengjøres eller skiftes ut i tide, vil filtreringseffektiviteten reduseres, luftens friskhet kan ikke garanteres, og det kan til og med føre til at støvsugerens sugekraft svekkes. Den automatiske rengjøringsfunksjonen kan riste av noe av støvet som er adsorbert på filteret gjennom omvendt luftstrøm eller vibrasjon, og dermed forlenge levetiden til filteret; og påminnelsen om å bytte ut filterfunksjonen kan umiddelbart informere brukeren om bruksstatusen til filteret slik at brukeren kan skifte ut det nye filteret til rett tid for å opprettholde den gode ytelsen til filtreringssystemet.
I tillegg er støvsugerens forseglingsdesign også av stor betydning for garantien for luftfriskhet. En god tetningsstruktur kan forhindre ufiltrert luft i å lekke, og sikrer at all inhalert luft gjennomgår en fullstendig filtreringsprosess, unngår ufullstendig rengjøring og luftforurensningsproblemer forårsaket av luftlekkasje.