离子镀在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质部分电离，并在气体离子或被蒸发物质离子的轰击下，将蒸发物质或其反应物沉积在基片上的方法。其中包括磁控溅射离子镀、反应离子镀、空心阴极放电离子镀（空心阴极蒸镀法）、多弧离子镀（阴极电弧离子镀）等。

离子镀时，蒸发料粒子是以带电离子的形式在电场中沿着电力线方向运动，因而凡是有电场存在的部位，均能获得良好镀层，这比普通真空镀膜只能在直射方向上获得镀层优越得多。因此，这种方法非常适合于镀复零件上的内孔、凹槽和窄缝。等其他方法难镀的部位。用普通真空镀膜只能镀直射表面，蒸发料粒子尤如攀登云梯一样，只能顺梯而上；而离子镀则能均匀地绕镀到零件的背面和内孔中，带电离子则好比坐上了直升飞机，能够沿着规定的航线飞抵其活动半径范围内的任何地方。

镀层质量好离子镀的镀层组织致密、无针孔、无气泡、厚度均匀。甚至棱面和凹槽都可均匀镀复，不致形成金属瘤。像螺纹一类的零件也能镀复，由于这种工艺方法还能修补工件表面的微小裂纹和麻点等缺陷，故可有效地改善被镀零件的表面质量和物理机械性能。疲劳试验表明，如果处理得当，工件疲劳寿命可比镀前高百分之二、三十。离子镀技术由D. M. Mattox于1963年提出并付诸实践的。其原理是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质离化，在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时，把蒸发物或其他反应物镀在基片上的工艺。
   离子镀由于是利用高能离子轰击工件表面，使大量的电能在工件表面转换成热能，从而促进了表层组织的扩散作用和化学反应。然而，整个工件，特别是工件心部并未受到高温的影响。因此这种镀膜工艺的应用范围较广，受到的局限性则较小。通常，各种金属、合金以及某些合成材料、绝缘材料、热敏材料和高熔点材料等均可镀复。即可在金属工件上镀非金属或金属，也可在非金属上镀金属或非金属，甚至可镀塑料、橡胶、石英、陶瓷等。
   根据膜层粒子的获得方式，离子镀可分为蒸发型离子镀和溅射型离子镀，其中蒸发型离子镀根据放电原理不同又可分为直流二级型离子镀、热丝弧离子镀、空心阴极离子镀以及热阴极离子镀等。直流二级离子镀，是稳定的辉光放电；空心阴极离子镀与热丝弧离子镀，是热弧光放电，产生电子的原因均可简单概括为金属材料由于被加热到很高的温度，导致核外电子的热发射；阴极电弧离子镀的放电类型与前面几种离子镀的放电类型均不相同，它采用的是冷弧光放电。

在众多离子镀膜技术中阴极电弧离子镀可谓是其中的集大成者，其目前已经逐步发展为硬质薄膜领域的主力。它采用冷弧光放电，膜层粒子离化率在众多PVD镀膜技术中较高。下面小编将结合阴极电弧离子镀示意图简要介绍其工作原理。

   首先，带有正电位的引弧针（阳极）靠近带有负电位的靶材（阴极），阴阳两极距离足够小时，两极间的气体会被击穿，形成弧电流，这与电焊的引弧相类似。以上图为例，此时，部分N2发生离化，形成氮的阳离子以及电子。
受到电场力的吸引，接下来氮的阳离子会向飞向阴极即靶材附近，而电子则会飞向引弧针，但是由于离子的质量远远大于电子，因此在受到相同电场力的情况下，电子的移动距离会大于阳离子的移动距离，于是当电子到达阳极时，离子将不会到达阴极靶面，而是在距离靶面较近的位置处富集，形成正离子堆积层，如下图所示。

阳离子与阴极靶面的距离很小，可达微米级。根据E=U/d，可知此时空间中的电场强度极高，这种极强的电场会把靶材中的电子“扯”出来。被“扯”出的电子从阴极靶面飞向正离子堆积层，形成电流，堆积层与靶面被导通，于是在靶面附近产生电弧。

电弧会使靶材发生蒸发，同时正离子会被阴极靶面吸引，使得正离子轰击靶表面，产生溅射。由于不论蒸发还是溅射出的膜层粒子都需要经过正离子堆积层，如下图所示，并且在其飞出阴极靶面的过程中，膜层粒子会受到靶面处电弧的作用，因此到达工件处的粒子绝大多数为离子态。

工件处一般会加有负偏压，于是正离子受到电场力作用飞向工件，并对工件产生轰击，这种轰击会提高膜层的附着力，并使得磨蹭致密，这对于改善膜层质量是十分有益的。