如左图所示，将铝、镁、钛等有色金属或其合金置于电解液中作为阳极，在微弧氧化专用电源所提供的外加电场作用下，使材料的表面在高于法拉第放电区外的微弧区电压作用下产生微弧放电（如右图所示），微弧放电产生瞬间高温高压，在热化学、等离子体化学和电化学等因素的共同作用下，使得有色金属材料近表面内发生复杂的电化学反应、等离子体运动、材料相变、溶液离子电泳运动等物理、化学、电化学过程，从而导致材料表层物质发生电击穿、熔化、化学反应、凝固、扩散、相变等一系列物理化学变化。在高温高压以及这些复杂反应的共同作用下，在基体材料表面便形成了性能优异的陶瓷膜层。由于铝、镁、钛氧化物的高阻抗特性，在相同电参数条件下，较薄的膜层区域总是优先被击穿放电而生长增厚，这样最终使得材料表面生长一层均匀致密的陶瓷膜层。同时还可以根据需要调整电解液的配方，从而在材料表面生成具有不同性能的陶瓷膜层。该技术的基本原理类似于阳极氧化技术，所不同的是利用等离子体弧光放电增强了在阳极上发生的化学反应，这也是该种膜层综合性能优于阳极氧化膜层的原因。