車座頭枕的設計原理主要是出于安全考慮，為了在車輛發生撞擊時保護駕駛者和乘客的頸部，避免頭部支撐不足出現甩頭現象，減少頸部傷害。

工程師根據人機工程學及統計數據，以國內中等身材人體尺寸為參考進行設計。頭枕中間位置應與人體頭部中間位置一致，頭后部與頭枕間距保持約 2 指距離或 27.2 毫米。

頭枕導向桿設有 5 個鎖止位置，每個位置間隔 15 毫米。自然狀態下頭枕為鎖止狀態，通過按壓解鎖按鈕，紅色金屬板后退，脫離頭枕金屬桿卡槽，可實現頭枕的調節。向下調節時，單手按壓解鎖按鈕，另一只手向下調節頭枕到合適位置后釋放按鈕。向上調節時無需按壓解鎖按鈕，雙手將頭枕向上托起即可，但要注意頭枕只能上下調節，不能強行前后拉扯，也盡量不要完全拔出。

另外還有主動式頭枕這種純機械系統，當座車遭后方追撞時，能托住乘客的頭頸，防止或降低受傷的可能，作動完成后會自動回復到原來位置，無須進行維修。

在車輛發生追尾時，人體由于慣性會向后倒，車輛加速或減速的壓力集中在頸部和頭部，汽車頭枕能通過緩沖作用保護人體頭部。

正確使用汽車頭枕能大大降低頸部疼痛和損傷的概率，所以選購汽車頭枕時要考慮材質、設計、外觀、類型和填充物。材質要舒適，設計要符合人體工學，外觀面料要防塵、潔凈、不退色、易清洗。