由于車輛型號和安全氣囊的種類不同，安全氣囊的工作過程受到多種外界因素的影響。但是其工作過程大體上是相同的。

安全氣囊的工作過程如下：

碰撞→碰撞傳感器→電子控制器→（電脈沖）→氣體發生器→氣囊展開→乘員保護。

汽車發生正面碰撞時駕駛員的安全氣囊展開過程如圖1所示（其中具體時間與多種因素有關，圖示時間僅供參考）：
以下圖為例，從汽車開始碰撞計時：
a．0～10ms：在汽車特定的敏感部位處，裝置碰撞傳感器。碰撞傳感器受到足夠的碰撞沖量作用時，在10ms的瞬間內，將觸發信號輸送到中央電子控制器。
b．10～20ms：在中央電子控制器中，主要有對安全氣囊系統進行監測和控制的微處理器，能夠對傳感器輸入的觸發信號立即進行計算、比較和判斷。如果碰撞沖量超過預先的設定值，中央電子控制器立即釋放一個電脈沖火花，使氣體發生器中的雷管急速爆炸。
c．20～60ms：雷管的爆炸擊穿裝氣體發生器的燃料盒，將固定燃料點燃并產生高溫、高壓氣體（氮氣），快速地經過濾器過濾冷卻后沖入安全氣囊。氣囊在20～60ms內張開達到最大容積，在乘員與車內裝備之間形成一個氣墊。在同一瞬間，乘員因慣性力的作用，可能向前沖出150～200mm，頭部、臉部和胸部正好與迎面而來的氣囊相接觸。但高壓氣囊膨脹的能量，會把乘員“回彈”到座椅上，使得乘員身體受到一定損傷。
d．60～100ms：與此同時，裝在氣囊后面的排氣孔打開，氣囊泄氣并收縮。由氣體的阻尼作用，吸收了碰撞的能量，緩解了氣囊對乘員頭部和臉部的壓力，使乘員陷入較柔軟的氣囊中。由于安全氣囊將乘員與車內裝備隔開，而使得乘員得到保護。最后氣體全部從排氣孔排出，氣囊癟下。

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汽車正面碰撞時安全氣囊發生作用的過程示意圖
整個碰撞——安全氣囊展開對乘員的安全保護過程，大約60～100ms。安全氣囊展開進行保護的過程，是一種不可逆的過程，在完成保護過程后，必須重新安裝安全氣囊控制器和安全氣囊總成。

一般來說，車輛的輕微碰撞不會使氣囊打開。

只有在車輛正面一定角度范圍內碰撞才能使氣囊打開。安全氣囊打開需要合適的速度和碰撞角度。從理論上講，只有車輛的正前方左右大約60°之間位置撞擊在固定的物體上，速度高于30KM/h，這時安全氣囊才可能打開。這里所說的速度不是我們通常意義上所理解的車速，而是在試驗室中車輛相對剛性固定障礙物碰撞的速度，實際碰撞中汽車的速度高于試驗速度氣囊才能打開。后碰，側碰，翻轉都不會引發氣囊打開。
安全氣囊可將撞擊力均勻地分布在頭部和胸部，防止脆弱的乘客肉體與車身產生直接碰撞，大大減少受傷的可能性。此外，氣囊爆發時的音量大約只有130分貝，在人體可忍受的范圍；氣囊中78％的氣體是氮氣，十分安定且不含毒性，對人體無害；爆出時帶出的粉末是維持氣囊在折疊狀態下不粘在一起的潤滑粉末，對人體亦無害。