플라즈마는 가속된 전자와 중성입자의 충돌을 통해 이온화된 기체 입자들이 모여 있는 제4의 물질 상태이다. 이온화율이 낮은 저온 플라즈마는 인공적으로 발생시키기 용이하고 반응성이 높아 공정플라즈마라 일컬어진다. 이온화 반응을 통해 생성된 플라즈마 내 이온들은 플라즈마 내 쉬스(sheath)를 통해 에너지를 얻은 후 모재 표면 입자와 충돌 반응을 일으켜 스퍼터링과 같은 물리적 반응을 일으킨다. 분자 기체의 방전 시 해리 반응을 통해 생성된 중성의 활성종들은 플라즈마 내에서 확산되어 모재 또는 플라즈마 내 다른 입자와의 화학적 반응을 한다. 플라즈마의 물리.화학적 반응성은 모재의 식각, 박막 증착, 표면 전처리와 같은 다양한 공정에 응용되고 있다. 플라즈마의 반응성은 전극구조, 인가전압, 방전기체 등의 방전조건에 의해 제어되며 상압 플라즈마, 유도결합 플라즈마, 플라즈마 토치와 같은 다양한 방전 방식으로 응용된다. 플라즈마-소재 간 반응은 전자산업, 재료, 바이오, 의료, 환경 분야의 다양한 공정에 활용되고 있다.