物体的坚固程度，除与自身的强度有关外，它的外形也很重要。研究表明，物体经受外来冲击力最佳的形状是球形等凸曲面，凸曲面能使外来压力沿凸曲面扩散，而且受力较均匀，把安全帽做成半球形，就能使半球形承受较大的冲击力。
如果一块砖头从高处落下击中了安全帽，因重力加速度的作用，安全帽要承受很大的冲击力，而且破坏力极大，但安全帽光滑的半球形壳体却能把冲击力沿球面平均地分散，而且，帽内的弹性衬垫物又使冲击力进一步得到缓冲，这就使头部承受的冲击力大为降低，使建筑工人的头部得到很好的保护。
2006年，一种新式消防安全帽配发给北京消防队。这种新式消防安全帽提高了对消防员头部保护的能力，3千克的钢锥从3米的高处落下不能将它穿透，安全帽外壳的泡沫冲击力吸附垫和十字缓冲带，将头部所受冲击力大部分吸收掉，从而实现对头部的安全保护。安全帽整体荧光着色，能发光，每次受光后在黑暗中可以连续发光12小时。不过，这还不是最好的消防安全帽，未来的消防安全帽还将具有夜视、GPS和及时通信的功能，它甚至能帮消防员指出安全通道。