低溫等離子體處理可對材料進行有效的表面凈化、表面活化、表面粗化、表面蝕刻、表面沉積。
1、等離子體處理的表面清潔作用：可有效去除物體表面有機污染物和氧化物。
主要特點：任何濕洗法清洗，表面都會有殘留，只有低溫等離子體表面處理才能做到徹底的凈化，得到超高潔凈度的表面，且低溫等離子體只對材料納米級的表面起作用，不會改變材料原有的特性，在對表面潔凈度要求較高的工藝中，正在取代濕法處理工藝而得到廣泛使用。
處理機理：主要是依靠等離子體中活性粒子的“活化作用”達到去除物體表面污漬的目的。氣體被激發為等離子態；重粒子撞擊固體表面；電子與活性基團與固體表面發生反應解析為新的氣相物質而脫離表面。
等離子體清洗技術的最大特點是不分處理對象的基材類型，均可進行處理，對金屬、半導體、氧化物和大多數高分子材料，如聚丙烯、聚脂、聚酰亞胺、聚氯乙烷、環氧、甚至聚四氟乙烯等都能很好地處理，并可實現整體和局部以及復雜結構的清洗。
2、等離子體處理的活化作用：
經低溫等離子體處理后使物體表面形成C=O羰基（Carbonyl）、-COOH羧基（Carboxyl） 、?OH羥基（Hydroxyl）三種基團。這些基團具有穩定的親水功能，對粘接、涂覆有積極作用。
主要特點：可使聚合物表面出現部分活性原子、自由基和不飽和鍵，這些活性基團與等離子體中的活性粒子發生反應生成新的活性基團，從而增加表面能量，改變表面的化學特性，增強表面附著力、粘結力、張力，包括對橡膠、復合材料、玻璃、布料、金屬等的處理，涉及各行各業。
3、等離子體處理的表面粗化與蝕刻作用：
對應不同的材料采用相應的氣體組合形成具有強烈蝕刻性的氣相等離子體與材料表面的本體發生化學反應及物理沖擊，使材料本體表面的固態物質被氣化，生成如CO、CO2、H2O等氣體，從而達到微蝕刻的目的。
主要特點：刻蝕均勻，不改變材料基體特性；能有效粗化材料表面，并能精準控制微蝕量。
4、等離子體處理的涂層（沉積、接枝）作用：
等離子體處理工藝還可以應用于對材料的微量涂層。選配兩種相對應的不同氣體同時進入等離子體反應艙，兩種氣體在等離子體環境下被激發而重新聚合，會產生新的化合物沉積在材料的表面形成新的涂層，利用等離子體處理的這種特效，可以把本來不易涂覆的材料涂覆到物體的表面，例如心臟支架、人造血管的防血液凝固涂層，材料的防刮表面和疏水性涂層等。
主要特點：可使材料表面分子鏈發生斷裂產生新的自由基、雙鍵等活性基團，隨之發生交聯、接枝等反應,活性氣體會在材料表面聚合產生一層沉積層，達到材料表面改性的目的。
實際上，低溫等離子體對物件進行處理的過程中，等離子氣體中的各種正負離子、高能量并高速運動著的電子、重粒子等都會對被處理材料表面發生物理反應和化學反應，所以上面所提及的低溫等離子體表面處理的四種（或五種）作用通常都會同時產生。
