Ces plasmas froids sont produits par de nombreux types de décharges qui se distinguent notamment par le mode d’excitation et la gamme de pression. Dans ces procédés, les technologies du vide sont indispensables pour éliminer des réacteurs les espèces atmosphériques ou résiduelles avant l’injection des gaz sujets des recherches. A très basse pression (< 1 Pa), les collisions électron-atome/molécule nécessaires à la création et au maintien de la phase plasma sont rares du fait du très grand libre parcours moyen des électrons qui dépasse les dimensions des réacteurs. L’ajout d’un champ magnétique est alors indispensable afin de les piéger et augmenter ainsi leur probabilité de collision ionisante. C’est le cas des décharges magnétron (en mode continu ou pulsé), hélicon (avec propagation d’une onde électromagnétique) ou ECR (Electron Cyclotron Resonance). A des pressions légèrement supérieures on trouve les décharges ICP (Inductively Coupled Plasma) qui utilisent également un champ magnétique et les décharges CCP (Capacitively Coupled Plasma) qui peuvent fonctionner à des pressions pouvant atteindre les 100 Pa. L’ensemble de ces décharges peut opérer dans des gammes de pression assez larges et pour des puissances appliquées de quelques à plusieurs milliers de Watt. Le choix du mode de production du plasma est orienté par les propriétés plasma recherchées, ces décharges se différenciant notamment par des densités électroniques et ioniques pouvant varier de quelques 10⁸ à 10¹³ cm^-3 et des énergies ioniques de quelques eV à plus de 1000 eV.

Les plasmas basse pression sont largement présents dans l’industrie où ils sont notamment utilisés pour la modification de matériaux, depuis leur surface jusqu’à quelques dizaines voire centaines de microns : gravure, dépôt, fonctionnalisation, nanostructuration, nettoyage, … Il s’agit de donner aux surfaces de nouvelles propriétés ou des propriétés optimisées afin qu’elles soient hydro-philes/phobes, plus résistantes mécaniquement, avec des propriétés optiques spécifiques (anti-reflets, conversion photoélectrique) ou une réactivité bien précise par exemple pour des biocapteurs. De nombreux secteurs industriels liés à la microélectronique, aux nanotechnologies, à l’énergie (filière hydrogène, photovoltaïque, reconversion du CO₂), à l’environnement, aux transports, à la mécanique à la santé et au biomédical (stérilisation, passivation) sont ainsi concernés par ces plasmas et cette liste d’applications est loin d’être exhaustive. Cependant, les procédés fonctionnent de plus en plus souvent avec des recettes empiriques où le plasma est considéré comme une boîte noire (cette dérive n’étant pas limitée aux plasmas basse pression) laissant de côté la compréhension des processus physico-chimiques à l’œuvre au sein du plasma. Il s’avère alors indispensable de mieux appréhender les propriétés du plasma en lui-même et ses interactions avec son environnement immédiat (notamment les surfaces exposées) afin d’optimiser les performances des procédés et d’envisager de nouvelles fonctionnalités.