化学炎プロセスよりもさらに高温が必要な微粒子の製造に用いられるプロセスで，プラズマにより非常に高い温度が達成できるので，原料物質としては，ガス状，液体状，固体状の物質が使用される。直流アークプラズマ法，高周波誘導プラズマ法，ハイブリッドプラズマ法などが代表的である。プラズマ反応器の操作温度は 5000 ～ 11000 K 程度であるから，化学反応は非常に速くなり，ほとんどの反応生成物はガス状となる。放射による急速な冷却により高い過飽和比が形成され，気相核生成により微粒子が発生する。温度の高い条件下では，緻密な液体状の微粒子が発生し，その後凝集が生じ，さらに冷却が進むと凝集体となる。一般に，プラズマの形成には，アルゴンまたはアルゴンと各種のガスの混合物が用いられ，純金属，酸化物，窒化物，ほう化物，炭化物の微粒子が得られる。