低溫等離子體中的化學反應主要是通過氣體放電產(chǎn)生的快電子激發(fā)來完成的。這些快電子與氣體分子碰撞，使氣體分子激發(fā)到更高的能級。被激發(fā)到高能級的分子，由于其內(nèi)能的增加，既可發(fā)生鍵的斷裂也可以與其它物種發(fā)生化學反應；而由于碰撞失去部分能量的電子在電場的作用下仍可得到補償。典型的反應類型如下：

	電子/分子反應
激發(fā)	e + A2→ A2+ + 2e
離解	e + A2→ 2A + e
附著	e + A2→ A2		－
離解附著	e + A2→ A－ + A
電離	e + A2→ A2+ + 2e
復合	e + A2	－→ A2
離脫	e + A2－→ A2 + 2e
	分子/原子反應
潘寧離解	M* + A2→ 2A + M
潘寧電離	M* + A2→ A2+ + M + e
電荷轉(zhuǎn)移	A+ + B → B+ + A
離子復合	A+ + B－→ AB
中性復合	A + B + M → AB + M
	分解反應
電子的	e + AB → A + B + e
原子的	A* + B2→ AB + B
	合成反應
電子的	e + A → A* + e
	A* + B → AB
原子的	A + B → AB

可以看出，低溫非平衡態(tài)等離子體是使分子活化的有效方法，它能使幾乎所有的分子激發(fā)、電離和自由基化，產(chǎn)生大量的活性基團，如O、OH、O2 ,O3和高能量的自由電子。這些活性物種使得在通常條件下難以實現(xiàn)的反應可以很容易地在等離子體系統(tǒng)中完成。尤其對空氣中污染物的脫除，可以在很短的時間內(nèi)使其分解甚至*分解。研究表明，等離子體分解空氣污染物可通過兩種途徑完成：

（1）在產(chǎn)生等離子體的過程中產(chǎn)生的瞬間高能量，打開某些有害分子的化學鍵，使其分解成單質(zhì)原子或無害分子。

（2）等離子體中包含了大量的高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子（其能量范圍如表 1）和具有強氧化活性的自由基，這些活性粒子的平均能量高于氣體分子的鍵能，它們和有害氣體分子發(fā)生頻繁的碰撞，打開氣體分子的化學鍵，同時產(chǎn)生的大量?OH、HO2、O等自由基和氧化性*的 O3 跟有害氣體分子發(fā)生化學反應生成無害產(chǎn)物。