La pulvérisation plasma consiste à faire fondre le matériau de pulvérisation en poudre à l'aide d'un "jet de plasma" à l'intérieur ou à l'extérieur du pistolet de pulvérisation, et à le propulser sur la surface de la pièce. Le plasma est produit par un arc qui provoque la combustion d'argon, d'hélium, d'azote et d'hydrogène (ou un mélange de ces gaz). Les gaz sont ainsi chauffés jusqu'à dissociation et ionisation. Ils atteignent alors de très grandes vitesses et cette énergie thermique permet de pulvériser les particules sur la surface.
Ce processus peut être exécuté sous une atmosphère normale ou inerte (avec de l'argon, par exemple), sous vide d'air ou sous l'eau. Cette technique est surtout employée dans l'industrie aéronautique (notamment pour les pales de turbine), dans la technologie médicale (implants) et dans la production de revêtements de protection thermique.