Das Granulat bindet das Kohlendioxid der Ausatemluft und gibt es in einer Reaktion mit der Luftfeuchtigkeit Sauerstoff ab. Beim Ausatmen strömt nun die feuchte Ausatemluft über die KO2-Patrone und sammelt sich in einem Atemsack, der sich dadurch füllt. Danach wird die Ausatemluft auf dem gleichen Weg wieder eingeatmet. Es handelt sich also um eine sog. Pendelatmung. Um zu verhindern, dass versehentlich giftige Umgebungsluft eingeatmet wird, ist bei Benutzung die Nasenklemme zu tragen.

Das Prinzip basiert auf der Annahme, dass bei stärkerer Atemtätigkeit auch mehr Sauerstoff verbraucht wird. Bei erhöhtem Atemvolumen kommt somit auch mehr Feuchtigkeit an der Patrone an und dadurch wird mehr Sauerstoff freigesetzt. Dabei kann es vorkommen, dass Menschen unter Stress eine erhöhte Atemfrequenz haben können, ohne wirklich mehr Sauerstoff zu verbrauchen. Das führt dazu, dass langfristig mehr Sauerstoff abgegeben wird, als verbraucht wird. So kann sich der Atembeutel übermäßig aufblähen. Die überschüssige Luft wird dann über ein Ventil automatisch abgegeben. Insgesamt ist das System so ausgelegt, dass eher mehr als weniger Sauerstoff abgegeben wird, so das der Beutel immer voll ist.