采用低溫等離子體分解油霧、廢氣等污染介質時，等離子體中的高能離子起決定性的作用。流星雨狀的高能離子與介質內分子（原理）發生非彈性碰撞，將能量轉化成基態分子（原子）的內能，發生激發、離解、電離等一系列過程使污染介質處于活化狀態。污染介質在等離子體的作用下，產生活性自由基，活化后的污染物分子經過等離子體定向鏈化學反應后被脫除。當離子平均能量超過污染介質中化學鍵結合能時，分子鏈斷裂，污染介質分解，并在等離子發生器吸附場的作用下被收集。在低溫等離子體中，可能發生各類型的化學反應，這主要取決于等離子的平均能量、離子密度、氣體溫度、污染物介質內分子濃度及共存的介質成分。

對氣態有機污染物的降解機理有足夠的能量來產生自由基，引發一系列復雜的物理、化學反應。由低溫等離子體引起的氣體有機物化學反應是在氣相中進行的電離、離解、激發、原子.分子間的相互結合及加成反應。這個能量足以使大多數氣態有機物中的化學鍵發生斷裂，從而使其降解。