Nowoczesny system filtracji odkurzacz podłogowy zwykle przyjmuje konstrukcję wielowarstwową. Pierwsza to pierwotna warstwa filtrująca, która w głównej mierze odpowiada za wychwytywanie większych cząstek kurzu, włosów i zanieczyszczeń. Działa jak solidna linia obrony, zapobiegająca przedostawaniu się bezpośrednio dużych cząstek zanieczyszczeń do późniejszego procesu filtracji, zapobiegająca uszkodzeniu delikatniejszych elementów filtracyjnych, a także wstępnie filtrująca część zanieczyszczeń z powietrza, aby zmniejszyć ciśnienie późniejszej filtracji.
Następna jest warstwa filtra o średniej wydajności, która ma wyższą dokładność filtracji niż podstawowa warstwa filtra. Może wychwytywać mniejsze cząsteczki kurzu i niektóre alergeny, takie jak pyłki, roztocza i inne drobne substancje. W warstwie filtrującej o średniej wydajności zastosowano specjalne materiały włókniste. Włókna te są przeplatane, tworząc drobną strukturę filtra. Cząsteczki kurzu będą adsorbowane lub przechwytywane przez włókna podczas przechodzenia, skutecznie oczyszczając w ten sposób powietrze, zmniejszając zawartość wdychanych cząstek w powietrzu i chroniąc zdrowie dróg oddechowych użytkownika.
Warstwa filtracyjna o wysokiej wydajności stanowi rdzeń całego systemu filtracyjnego. Powszechnie stosowane filtry o wysokiej wydajności, takie jak filtry HEPA, mogą odfiltrowywać bardzo małe cząsteczki, w tym bakterie, wirusy i niektóre szkodliwe cząstki chemiczne. Filtr HEPA ma bardzo wysoką skuteczność filtracji i może usunąć ponad 99,97% drobnych cząstek z powietrza. Zasada jest taka, że dzięki złożonej strukturze włókien i adsorpcji elektrostatycznej drobne cząstki są mocno adsorbowane na powierzchni włókna filtrującego podczas przechodzenia i nie mogą uciec do powietrza. Dzięki temu powietrze wypuszczane z odkurzacza znacznie zmniejsza zawartość substancji zanieczyszczających i staje się świeże i czyste.
Aby zapewnić ciągłą skuteczność systemu filtracji, niektóre odkurzacze wyposażone są także w funkcję automatycznego czyszczenia lub przypominania o konieczności wymiany filtra. Podczas pracy odkurzacza na filtrze stopniowo gromadzi się kurz. Jeśli nie zostanie on wyczyszczony lub wymieniony na czas, skuteczność filtracji spadnie, nie można zagwarantować świeżości powietrza, a nawet może dojść do osłabienia siły ssania odkurzacza. Funkcja automatycznego czyszczenia może strząsnąć część kurzu zaadsorbowanego na filtrze poprzez odwrotny przepływ powietrza lub wibracje, przedłużając w ten sposób żywotność filtra; a funkcja przypomnienia o wymianie filtra może szybko poinformować użytkownika o stanie użycia filtra, dzięki czemu użytkownik może wymienić nowy filtr we właściwym czasie, aby utrzymać dobrą wydajność systemu filtracji.
Ponadto duże znaczenie dla zapewnienia świeżości powietrza ma także konstrukcja uszczelnienia odkurzacza. Dobra struktura uszczelniająca może zapobiec wyciekom niefiltrowanego powietrza, zapewniając, że całe wdychane powietrze zostanie poddane pełnemu procesowi filtracji, co pozwala uniknąć niepełnego oczyszczenia i problemów z zanieczyszczeniem powietrza spowodowanych wyciekiem powietrza.