D'un point de vue physique et thermodynamique, l'utilisation du brouillard d'eau entraîne plusieurs mécanismes simultanés qui permettent d'éteindre les incendies.
1. L'effet de refroidissement
En premier lieu, le brouillard d'eau refroidit efficacement le panache de feu et la surface du combustible, en leur retirant une quantité significativement élevée de chaleur. Cela se produit grâce à la chaleur latente d'évaporation élevée (2 442 J/g) de l'eau.
2. Effet d'inertie
Le brouillard d'eau est transporté avec l'air vers le foyer d'incendie où il s'évapore rapidement en raison de la forte chaleur. L'énorme augmentation du volume des gouttelettes d'eau lors de leur évaporation (1 700 fois) permet de chasser l'oxygène du foyer d'incendie et d'étouffer le feu.
3. Absorption de l'énergie rayonnante
Le brouillard d'eau absorbe également l'énergie rayonnante comme mécanisme secondaire et agit donc comme une barrière thermique qui empêche les surfaces environnantes (ou le combustible lui-même) d'être chauffées par le rayonnement.
Effets secondaires positifs supplémentaires : précipitation des gaz, purification des fumées, protection des personnes (car le brouillard d'eau abaisse la température et purifie les fumées plus rapidement qu'aucun autre moyen) et refroidissement des objets.