เนื่องจากอุโมงค์เป็นพื้นที่ปิด ไฟสามารถมีผลกระทบอย่างมากกับผู้ใช้ อันตรายหลักคือการผลิตก๊าซและควัน ถึงแม้คาร์บอนมอนอกไซด์จะมีความเข้มข้นต่ำแต่มีความเป็นพิษสูง ไฟไหม้อุโมงค์ Gotthard ฆ่าคนไป 11 คนในปี ค.ศ. 2001 เหยื่อทั้งหมดขาดอากาศหายใจเนื่องจากควันและการสูดดมก๊าซ กว่า 400 ผู้โดยสารเสียชีวิตในอุบัติเหตุรถไฟ Balvano ในอิตาลีในปี ค.ศ. 1944 เมื่อหัวรถจักรหยุดในอุโมงค์ช่วงยาว พิษคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นสาเหตุหลักของการเสียชีวิต ในไฟใหม้อุโมงค์ Caldecott ปี ค.ศ. 1982 ส่วนใหญ่ของการเสียชีวิตเกิดจากควันพิษมากกว่าจากการชนกันตอนแรก

อุโมงค์ยานพาหนะมักจะต้องการปล่องระบายอากาศและพัดลมไฟฟ้า เพื่อระบายก๊าซไอเสียที่เป็นพิษออกไปในระหว่างการบริการประจำวัน อุโมงค์รถไฟมักต้องการมีการเปลี่ยนแปลงของอากาศน้อยกว่าต่อชั่วโมง แต่ก็ยังอาจจำเป็นต้องมีการระบายอากาศแบบบังคับ ทั้งสองประเภทของอุโมงค์มักจะมีข้อบังคับเพื่อเพิ่มการระบายอากาศภายใต้เงื่อนไขที่ฉุกเฉินเช่น ในกรณีไฟไหม้ ถึงแม้จะมีความเสี่ยงของการเพิ่มอัตราการเผาไหม้ผ่านการไหลของอากาศที่เพิ่มขึ้น สิ่งที่มุ่งเน้นหลักอยู่ที่การจัดหาอากาศที่ใช้หายใจได้ ให้กับบุคคลที่ติดอยู่ในอุโมงค์เช่นเดียวกับให้กับนักดับเพลิง

เมื่อมีอุโมงค์ขนานและแยกต่างหาก ประตูฉุกเฉินแบบอัดลมแต่ไม่ล๊อกมักจะนำมาติดตั้ง เพื่อช่วยให้บุคลากรที่ติดอยู่หนีออกจากอุโมงค์ที่เต็มไปด้วยควันผ่านทางอุโมงค์ขนาน

อุโมงค์ขนาดใหญ่และมีการใช้งานอย่างหนักเช่นอุโมงค์ Big Dig ในบอสตัน แมสซาชูเซตส์อาจจะมีบุคลากรดำเนินงานประจำศูนย์ตลอด 24 ชั่วโมงโดยเฉพาะเพื่อทำการตรวจสอบและรายงานเกี่ยวกับสภาพการจราจรและตอบสนองต่อเหตุฉุกเฉิน[16] อุปกรณ์เฝ้าระวังด้วยวิดีโอมักจะถูกนำมาใช้ และภาพในเวลาจริงของสภาพการจราจรของทางหลวงบางจุดประชาชนทั่วไปอาจจะดูได้ผ่านทางอินเทอร์เน็ต