在外加電場的作用下，介質放電產生的大量攜能電子轟擊污染物分子，使其電離、解離和激發，然后便引發了一系列復雜的物理、化學反應，使復雜大分子污染物轉變為簡單小分子安全物質，或使有毒有害物質轉變成無害或低毒低害的物質，從而使污染物得以降解去除。因其電離后產生的電子平均能量在10ev，適當控制反應條件可以實現一般情況下難以實現或速度很慢的化學反應變得十分快速。

低溫等離子體去除污染物的機理：

等離子體化學反應過程中，等離子體傳遞化學能量的反應過程中能量的傳遞大晝下：

(1)電場＋電子→高能電子

(2)高能電子＋分子(或原子)→(受激原子、受激基團、游離基團)活性基團

(3)活性基團＋分子(原子)→生成物+熱

(4)活性基團＋活性基團→生成物+熱

從以上過程可以看出，電子首先從電場獲得能量，通過激發或電離將能量轉移到分子或原子中去，獲得能量的分子或原子被激發，同時有部分分子被電離，從而成為活性基團；之后這些活性基團與分子或原子、活性基團與活性基團之間相互碰撞后生成穩定產物和熱。另外，高能電子也能被鹵素和氧氣等電子親和力較強的物質俘獲，成為負離子。這類負離子具有很好的化學活性，在化學反應中起著重要的作用。