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低溫等離子處理機電離響應氣體可被分解成高活性的成分官能團：
低溫等離子處理機環境有利于產生許多化學反應。氣體種類、流速、壓強、輸入功率等工藝參數決定某一反應能否產生首要輸入工藝參數。邊境與底端之間也會有多種反應。燒蝕率和堆積率是通過相關表面處理得到的。用有機蒸汽作工作氣體時，會出現等離子體的聚合和聚集。刻蝕堆積過程中，材料表面與等離子體中原有的或新生成的成分發生反應，即表面前提，如污染物、阻聚劑、阻檔層、氣體吸附等，會對過程動力學和堆積薄膜特性產生影響。
低溫等離子處理機中的分子被分解成高活性的成分，這些高活性的成分隨后與有機物發生反應。氫氣既能與雙鍵相連，又能從其它分子中分離出來。氧類等離子體中，電離和解離能的成分很多。其他的，也可以構成像O2(1△g)這樣的亞穩態成分。對于氧原子來說，重要的反應就是加入一個雙鍵，CH鍵變成羥基或羧基。氮氣可以和飽和或不飽和分子發生反應。
低溫等離子處理機化學的一個有趣的發展是，把原本簡單的分子分解成混亂的分子結構。典型的反應包括：異構化，消除原子或小基團，二聚/聚合，以及破壞原始數據等等，例如，甲烷、水、氮和氧等氣體通過輝光放電的混合，終獲得了來自生命的物質——氨基酸。低溫等離子處理機中存在順反異構化，成環，開環反應。除單分子反應外，還能產生雙分子反應。
