只有當(dāng)分子的能量超過(guò)活化能時(shí)，才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在傳統(tǒng)化學(xué)中，這種能量是通過(guò)分子與分子或分子與壁面之間的碰撞進(jìn)行傳遞的。在等離子體中，一方面，振動(dòng)能可以通過(guò)循序漸進(jìn)的方式逐漸增加到最低反應(yīng)能量；另一方面，電子與分子的碰撞能傳遞更多的能量，從而將中性分子變成多種活性組分或?qū)⒅行土Ｗ与婋x，新組分主要包括超活性中性粒子、陽(yáng)離子和陰離子。在常規(guī)化學(xué)反應(yīng)不能產(chǎn)生大量新組分的情況下，等離子體成了一種功能非常強(qiáng)大的化學(xué)手段，擔(dān)負(fù)起了催化劑角色。一般情況下，溫度較低的反應(yīng)或者給定溫度下速率加快的反應(yīng)都是受到了等離子體的影響。
然而，在能量范圍分布廣泛的等離子體中，電子的激發(fā)或電離是沒(méi)有選擇性的。在一個(gè)等離子體系統(tǒng)中，大量各種各樣的活性粒子會(huì)引發(fā)很多反應(yīng)，而且在反應(yīng)過(guò)程中，幾乎不可能控制特別重要的、具有決定意義的粒子。
在等離子體環(huán)境中，高能粒子可以將分子的共價(jià)鍵打斷。在電子能量分布函數(shù)尾部的高能電子和非平衡等離子體中強(qiáng)局域電場(chǎng)的參與下，很可能實(shí)現(xiàn)新的化學(xué)反應(yīng)。
等離子體環(huán)境對(duì)許多化學(xué)反應(yīng)都有利。特定反應(yīng)能否發(fā)生主要由輸入的工藝參數(shù)決定，如氣體種類(lèi)、流速、壓強(qiáng)、輸入功率等。邊界和基底之間也會(huì)發(fā)生多種反應(yīng)。燒蝕和沉積的相對(duì)速率決定了相關(guān)的表面處理。當(dāng)采用有機(jī)蒸汽作為工作氣體時(shí)，就會(huì)發(fā)生等離子體聚合和沉積。在刻蝕和沉積過(guò)程中，材料表面與等離子體中原始的或新生產(chǎn)的組分發(fā)生反應(yīng)，這意味著表面條件，如污染物、阻聚劑、阻檔層、氣體吸附等非常重要，會(huì)對(duì)過(guò)程動(dòng)力及沉積的薄膜特性產(chǎn)生影響。
分子在等離子體中解離后變成高活性組分，然后這些活性組分再與有機(jī)化合物發(fā)生反應(yīng)。氫原子既可以連接到雙鍵上，也可以從其他分子中抽離原子。在氧等離子體中，電離和解離能形成多種組分。另外，還可以形成如O2（1△g）等亞穩(wěn)態(tài)的組分。氧原子的主要反應(yīng)是增加雙鍵以及CH鍵轉(zhuǎn)化成羥基或羧基。氮原子可以與飽和或不飽和的分子發(fā)生反應(yīng)。
等離子體化學(xué)中一個(gè)有趣的發(fā)展方向是將原始的簡(jiǎn)單分子合成復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)。典型的反應(yīng)包括：異構(gòu)化、消除原子或小的基團(tuán)、二聚/聚合以及破壞原始材料等，例如甲烷、水、氮和氧等氣體混合經(jīng)過(guò)輝光放電，最終會(huì)得到生命的起源物質(zhì)——氨基酸。等離子體中存在順?lè)串悩?gòu)化、成環(huán)或開(kāi)環(huán)反應(yīng)。除了單分子反應(yīng)，還可以發(fā)生雙分子反應(yīng)。