當一種材料采用等離子體處理時，它的表面會受到各種等離子活性粒子和紫外線光子的轟擊，這些粒子以不同的能量分布撞擊表面。其中一些活性物質具有足夠的能量來分解化學鍵并在材料表面引發反應，這是由氣體種類，放電功率，放電時間，壓力，頻率等條件決定。非聚合性等離子體通常會改變基體表面形態，使得聚合物表面粗糙化，等離子體中的離子和中性物質與基體表面的分子碰撞，然后產生物理的刻蝕，長分子鏈將會被打斷，形成短鏈。同時，等離子體活性物質會與表面分子發生化學反應，產生新的官能團和自由基，自由基會在聚合物表層引起交聯。
等離子體改性材料表面有4種主要方法：
（1）等離子體表面清潔
表面清潔是指從材料表面去除雜質和化合物，如油脂，氧化物等。在等離子體清洗過程中，污染物揮發和清除，而材料的整體性能保持不受影響。Ar是目前等離子體處理中的惰性氣體，因為它燒蝕效率高，化學惰性大并且成本低廉。
（2）等離子體表面刻蝕
等離子體刻蝕是指通過物理刻蝕和表面的化學反應從材料表面去除表面物質，從而形成CO2等具有揮發性的產物，蝕刻表面也會把大分子鏈剪切成較低的分子量碎片。
（3）等離子體表面活化
表面活化是在處理過的表面引入新的官能團，通過改變其表面能使其具有特定的性質。等離子體活化是在不聚合的氣體中進行的，表面與活性等離子體的碰撞打破了共價鍵并在處理材料上產生了自由基。這些表面激進分子與活性等離子體物種在內材料表面形成各種活性化學官能團，如-COOH、羰基、-OH等，這種活化改變了表面的化學活性和特征。例如，氧等離子體導致接枝極性和親水性功能，增加材料表面能；另一方面，四氟甲烷(CF4)等離子體導致表面氟化并誘導抗粘附性能。然而，表面活化主要用于處理紡織品，以提高它們的表面能，從而改善它們的濕潤性、印刷性或附著力的特征。
（4）等離子體聚合法
通過控制工藝條件，把有機化合物的氣體（CF4、CH4、C2H6等）形成等離子態，使其在材料表面形成一層薄的聚合物涂層，等離子體激活材料表面，產生自由基并引入活性基團，然后用接枝的方法在材料表面形成許多支鏈，形成新的表面層，從而對材料表面進行改性。根據所選擇的氣體和工藝參數的不同，薄膜具有不同的性能，例如有機氟化物的等離子體作用于材料表面，并在材料表面形成一層具有特殊性能的薄膜，被廣泛的應用于防水、防靜電、抗菌、阻氣層、防紫外線涂料等領域。
