یک پلاسما، یک محیط یونی است که حاوی مولفه های فعال فراوان است مانند الکترون ها و یون ها، رادیکال های آزاد، مولکولهای راکتیو و فتون ها. درمان پلاسما برای فرآوری مواد استفاده شده است تا ویژگی های مطلوب سطحی را بر روی پلاستیک، کاغذ، بافت ها و نیمه رسانا انتقال دهد. نمایش فرآیندهای پلاسمای اتمسفری این حوزه را گسترده تر کرده است تا شامل درمان مواد باشد که معمولا برای فرآیندهای وکیوم نامناسب هستند.
این بهبود ها در فناوری منجر شده است به بروز استفاده های بیولوژیک از پلاسما. پلاسما را می توان ترمال (داغ) و غیرترمال (سرد) تعریف کرد. در پلاسمای ترمال، الکترون ها و ذرات سنگین با یکدیگر موازنه هستند و محیط و دمای ذرات سنگین تقریبا مساوی با الکترون ها است. از سوی دیگر، یک پلاسمای غیر ترمال دماهای بسیار بالای الکترون اما دمای پایین گاز را به دلیل نرخ ضعیف یونیزاسیون نشان می دهد.
به دلیل اختلافات گسترده در جرم، الکترون ها در میان خود وارد موازنه ترمودینامیک می شوند که بسیار سریعتر از موازنه با ذرات سنگین است مانند یون ها و اتم های خنثی. در نتیجه، دمای کلی پلاسما می تواند بسیار سردتر از دمای الکترون باقی بماند، تقریبا دمای پیرامونی. درمان های پلاسمای غیر ترمال اتمسفری برای کاربردهای چندگانه بیولوژیک از جمله استریل کردن بافت، انعقاد خون، درمان زخم، بازتولید بافت، درمان دندان، و درمان بیماری های مختلف از جمله سرطان تحت بررسی هستند.
