受控环境的喷涂技术将我们对等离子喷涂的认识向前推进了一步。在喷涂室内操作喷枪，使环境得到完全控制。这样生产出来的涂层的特性是不可能在标准大气环境下生产出来的。环境可以在近乎真空（低达50 mbar）和增高压力（高达4 bar）范围内变化。选择在喷涂室内喷涂可防止涂层材料和/或基体的污染，或是由于需要喷涂材料与加入的某种物质产生反应。

可控气氛等离子喷涂的原理即等离子喷枪置于密封舱室内，由机械手进行操作。将舱室抽至真空状态即为真空等离子喷涂（VPS），舱室为低压状态时，成为低压真空等离子喷涂（LPPS）。舱室的气氛可以为惰性气氛或其他保护性气氛。由于环境为低压或气氛可控，等离子焰流加长，粒子加热更充分，氧化减少，涂层的质量得到明显改善，并且可以用于制备沉积金刚石膜、超导体氧化物涂层。

这种工艺生产出的涂层有很多优势。涂层致密性好，粘结性强，不会被污染，金属涂层中没有氧化物。在用无反应大气装填的喷涂室内喷涂的陶瓷等非金属涂层纯度很高。并且，诸如钨等高熔点金属涂层应用也很成功。由于喷枪与工件之间的距离不像大气喷涂条件下那么关键，所以部件控制变得简单。喷涂工艺时间可以大大缩短，这是因为等离子羽流剖面均匀，“焦斑直径”可以很大。此外，没有大气冷却涂层粒子意味着涂层凝固过程比较缓慢。大气等离子涂层几乎没有夹层“薄片”，涂层的晶体结构接近铸件材料的晶体结构。

在低真空的环境里，由于非转移型等离子弧射流变粗拉长，一直接触到工件表面，形成导电通道，因而可在其上叠加转移弧。利用转移弧对工件表面进行溅蚀，去掉表面氧化层和污染，并且工件可以加热到较高温度，使得涂层在光滑的表面上就可结合，并在界面上产生扩散，提高了结合强度，涂层厚度亦可不受限制。在密闭室进行喷涂，噪声和粉尘对环境的污染问题也相应得到了解决。

低真空环境下的喷涂与大气等离子喷涂相比具有以下显著特点：
１）等离子射流的速度和温度都比大气等离子喷涂明显提高，压力愈低，射流速度和温度就愈高。
２）粉末在等离子射流高温区域滞留的时间增加，受热更均匀，飞行速度更高。
３）可大幅度提高基体表面预热温度；还可以用反向转移弧对基体进行溅射清洗，清除氧化物和污垢，使涂层和基体的结合状况得到改善。
４）粉末和基体表面完全避免了氧化，能制备各种活性金属材料涂层。
５）由于以上原因，使得涂层结合强度大幅度提高，气孔率大幅度降低，涂层残余应力减小，涂层质量明显改善。
６）真空等离子喷涂设备复杂，价格昂贵，推广应用难度很大。