無菌室外源性污染源，主要是通過門和無菌室內外通道侵入的室外空氣。因此無菌室的布置通常都采用按照工藝操作的關鍵程度，潔凈度的高低由里往外逐級減弱，抵御室外污染空氣的侵入。同時為物料和人員進出無菌室設置相應的控制措施，例如物料的氣閘、人員的無菌更衣系統以及室內廢棄物傳遞出來的通道等。無菌室內的污染源，主要來自于無菌室內必要的操作人員和部分工藝設備，通常無菌室內操作人員的四周區域是潔凈度最差的區域，也是無菌技術中重要的控制內容。

在無菌室的設計中，通過向室內輸送定量的潔凈空氣，稀釋置換室內已使用過的潔凈空氣，將臟空氣排出室外，使室內的空氣潔凈度等級達到100000級、10000級或局部達到100級的空氣潔凈度要求，室內已使用過的臟空氣由清潔的空氣取代，在空氣的稀釋置換設計中，臟空氣與清潔空氣持續地混合稀釋，逐漸減少房間中的微粒負荷。置換稀釋設計對潔凈區域的空氣凈化系統的設計有很高的要求，而且必須考慮無菌室的布局和操作方式，還要為關鍵區間提供合適的局部單向空氣流動保護，需要注意與空氣凈化系統供應的空氣一樣，滿布高效空氣過濾器的單向流動罩產生的空氣流動也可以置換稀釋房間中空氣傳播的微粒，這種空氣流動會增加有效的房間空氣交換率，并有助于污染空氣置換稀釋。無菌室內空氣置換稀釋污染系統設計時應注意:潔凈空氣供應的體積應足以抵消空間中不斷產生的微粒數，以此維持工藝操作的基本條件要求;室內空間供應的空氣應比普通維持條件下空氣更清潔;要求混合供應的清潔空氣應滿足去除房間內含有微粒的空氣，以達到室內空氣置換稀釋的作用。

無菌室內天花板應與風管、管道、燈具、風口等的安裝脫開，光滑、無裂縫，易于清洗。無菌室的門窗材料應選擇耐受性好、自然變形小、制造誤差小、容易控制縫隙、氣密性好的材料，采用雙層中空玻璃結構的雙層窗，既節約空間、又節約能源，還可以避免玻璃窗結露引起霉變，造成污染;窗盡量采用大玻璃，這樣可減少積灰點，又有利于清潔工作。