防毒面具的构造主要分成两个部分，过滤器和呼吸器。
过滤器
过滤器的主要部分是一个滤毒罐。毒气经罐内多孔物质吸附而失去毒效。考察防毒面具的防护能力主要是看过滤器的防护时间、空气流阻力和气凝胶过滤效率。滤毒罐一般为圆柱形，由金属或塑料制成，表面多涂以防碱漆。内部有一层滤烟层，用于滤去烟雾颗粒，过滤元件有过滤纸、玻璃纤维或其他合成材料。装填层内是经过处理的活性炭，用来针对不同的毒气进行吸附。过滤器是通过螺口与呼吸器连接，螺纹的标准有NATO标准、中欧标准和除二者以外的国家标准。为了保证贮存其中过滤器不致失效，在滤毒罐与空气接触部位有塑料盖密封。
呼吸器是直接佩戴在人的面部，与过滤器相联接的部分。呼吸器可脱离过滤器使用，在一定情况下仅作为保证呼吸、补给氧气的装置。
面罩：面罩用密闭好、弹性较好的材料制成，有采用天然橡胶、聚胺酯等，其中要添加防隐性和防紫外线剂。面罩多从头顶延伸至脖颈，也有的只罩住口鼻部。由条数不定的头带固定。
眼窗：眼窗部分要充分保证人员的视野，不同型号的防毒面具这部分有很大差别，早期的眼窗多制成圆形，后来采用倒三角形，也有的为了减少遮挡把两眼的镜片联为一体。眼窗的材料有采用高光学玻璃、层压玻璃或塑料制成，在边缘有卡箍固定，便于更换。许多面具的眼窗部位都留出了眼镜的空间，可以直接佩戴眼镜正常使用。也有的设计了眼镜环，可将眼镜插在上面使用。有些面具还设有外眼罩，来防止镜片受到低温或擦伤的影响。
阻水罩：位于鼻部，是由橡胶或柔软材料制成的单向活门，人呼出的气体从此排出，并防止呼出的湿气在镜片上结雾。
呼气活门：位于口部，有的位于面罩的最低点，便于排出面具内的液体，并保证不会使人接触毒气。
通讯设备：由于防毒面具把人隔离开，通讯成为了重要的问题。为解决这个问题，有的面具在口部或鼻子的上方，设计了通话器。有的在面具内部下麦克风，通过电线与头盔通信系统相连。对于飞行员的呼吸器还要考虑到飞机内的噪音影响，来保证通话质量。
饮水装置：防毒面具内的人员补济也很重要，饮水装置多采用安插导管与配套的水壶使用。导管多有金属制成，咬咀处是橡胶制成，仅当与水壶连接时才能打开。
滤毒罐座：是与滤毒罐相连的底座，与想同标准的滤毒罐匹配。滤毒罐做可以位于面罩的口部、左面颊部或右面颊部。有的可接入鼓风机系统，来辅助飞行员的呼吸。
对于呼吸器的防护能力，主要保证对呼吸道和皮肤刺激的物质无法与人接触，通常要保证面罩材料的化学惰性。对呼吸器的考察指标有吸气阻力和呼气阻力，还要有尽量少的着佩时间。
