等离子喷涂工艺基本上是将熔融或热软化材料喷涂到表面上以提供涂层。以粉末形式的材料被注入到非常高温的等离子体火焰中，其中它被快速加热并加速到高速度。热材料冲击基材表面，迅速冷却形成涂层。由于衬底温度在处理过程中可以保持较低，因此被正确执行的等离子体喷涂工艺被称为“冷加工”（相对于正在涂覆的衬底材料），避免了对衬底材料的损伤，冶金变化和变形。
等离子喷枪包括铜阳极和钨阴极，两者都是水冷的。等离子体气体（氩气，氮气，氢气，氦气）流过阴极并通过形成为收缩喷嘴的阳极。等离子体由高电压放电引发，其导致局部电离，并且在阴极和阳极之间形成用于DC电弧的导电路径。来自电弧的电阻加热导致气体达到极端温度，离解并离子化以形成等离子体。等离子体作为游离或中性等离子体火焰（不携带电流的等离子体）离开阳极喷嘴，这与等离子体转移电弧涂覆工艺完全不同，其中电弧延伸到待涂覆的表面。当等离子体稳定准备喷涂时，电弧沿喷嘴向下延伸，而不是短路到阳极喷嘴的最近边缘。电弧的拉伸是由于热挤压效应。水冷阳极喷嘴表面周围的冷气体不导电地限制等离子体电弧，提高其温度和速度。粉末通过安装在阳极喷嘴出口附近的外部粉末端口最通常地进入等离子体火焰。粉末如此快速加热和加速，喷雾距离可以在25至150毫米的数量级。粉末通过安装在阳极喷嘴出口附近的外部粉末端口最通常地进入等离子体火焰。粉末如此快速加热和加速，喷雾距离可以在25至150毫米的数量级。粉末通过安装在阳极喷嘴出口附近的外部粉末端口最通常地进入等离子体火焰。粉末如此快速加热和加速，喷雾距离可以在25至150毫米的数量级。
等离子喷涂过程最常用于正常大气条件下，称为APS。一些等离子体喷涂是在保护环境下进行的，这些真空室通常在低压保护气体下填充，这称为VPS或LPPS。
等离子体喷涂的优点在于可以喷射非常高熔点的材料，如耐火金属如钨和像氧化锆这样的陶瓷不同于燃烧过程。除了HVOF，HVAF和冷喷涂工艺之外，等离子体喷涂涂层通常比其他热喷涂工艺更致密，更坚固和更清洁。等离子体喷涂可能占据了最广泛的热喷涂层和应用范围，并使这一过程成为最通用的。
等离子喷涂工艺的缺点是成本相对较高，工艺复杂。
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