Funciona colocando las piezas de trabajo en el interior de una cámara de vacío. Se introduce nitrógeno combinado con otros gases. Se aplica un alto voltaje de corriente directa entre las piezas de trabajo (cátodo) y las paredes de la cámara (ánodo).

Inicia el bombardeo iónico o descarga brillante característico del proceso.
El átomo de nitrógeno ionizado bombardea perpendicular y uniformemente toda la superficie de nuestra pieza de trabajo, la limpia y es absorbido por el acero a través de toda su sección.

La superficie de la pieza de trabajo expuesta al ataque iónico reacciona formando una composición ínter metálica de Fe+N, subyacente una zona de difusión de nitrógeno.