气调包装的保鲜机理是通过在包装内充入一定的气体，破坏或改变微生物赖以生存繁殖以及色变的条件，以达到保鲜防腐目的。气调包装用的气体通常为CO2、O2和N2，或是它们的各种组合。每种气体对鲜肉的保鲜作用不同。
(一)CO2
CO2是气调包装的抑制剂，对大多数需氧菌和霉菌的繁殖有较强的抑制作用。CO2也可延长细菌生长的滞后期和降低其对数增长期的速度，但对厌氧菌和酵母菌无作用。由于CO2可溶于肉中，降低了肉的pH，可抑制某些不耐酸的微生物。但CO2对塑料包装薄膜具有较高的透气性和易溶于肉中，导致包装盒蹋落，影响产品外观。因此，若选用CO2作为保护气体，应选用阻隔性较好的包装材料。
(二)O2
O2对鲜肉的保鲜作用主要有两方面：抑制鲜肉贮藏时厌氧菌的繁殖；在短期内使肉色呈鲜红色，易被消费者接受。但氧的加入使气调包装肉的贮存期大大缩短。在0℃条件下，贮存期仅为2周。
(三)N2
N2是惰性气体，对被包装物一般不起作用，也不会被食品所吸收。氮对塑料包装材料透气率很低，因而可作为混合气体缓冲或平衡气体，并可防止因CO2逸出而使得包装盒受大气压力压蹋。