Powlekanie jonowe to technika, dzięki której powłoki substancji, zwykle metalu lub związku, są osadzane na docelowej części lub powierzchni. Materiał powlekający jest odparowywany i jonizowany łukiem elektrycznym, a następnie wyrzucany z dużą prędkością w kierunku celu, gdzie ładunek elektryczny zjonizowanych cząstek powoduje ich wiązanie z powierzchnią celu. Ta technika jest czasami nazywana fizycznym osadzaniem z fazy gazowej. Odbywa się to zwykle w komorze próżniowej lub w atmosferze gazu obojętnego.
Materiały przeznaczone do powlekania jonowego są najpierw poddawane obróbce w celu usunięcia wszelkich ciał obcych i oczyszczenia wszystkich powierzchni. Odbywa się to w tym samym środowisku, w którym ma być wykonane powlekanie, i nazywa się to napylaniem. Proces napylania jest podobny do następującego po nim procesu platerowania, ale tarcza jest bombardowana jonami innego materiału, takiego jak argon, który usuwa z powierzchni wszelkie ciała obce, zamiast wiązać się z tarczą. Powierzchnia musi być idealnie czysta, aby zapewnić prawidłowe wiązanie materiału powłokowego.
Po obróbce i przygotowaniu celu do powlekania rozpoczyna się proces jonizacji. Materiał powłoki jest odparowywany za pomocą prądu łuku elektrycznego, który wykorzystuje bardzo niskie napięcie i przepływ dużego prądu. To nie tylko odparowuje materiał powłoki, ale także jonizuje poszczególne atomy, które odpychają się nawzajem dzięki identycznym ładunkom elektrycznym. Para ta jest następnie kierowana na cel, któremu nadawany jest słaby przeciwny ładunek elektryczny, aby przyciągnąć zjonizowany materiał powłoki. Powoduje to, że odparowane jony powłoki wiążą się z przygotowaną powierzchnią.
Podstawowa technika powlekania jonowego może być modyfikowana na wiele sposobów. Wprowadzając pewne gazy i inne odparowane jony do zamkniętego środowiska, możliwe jest połączenie odparowanych jonów jednego materiału z innymi jonami w celu stworzenia nowego związku, który następnie wiąże się z celem. Łączenie różnych rodzajów materiałów pozwala na uzyskanie szerokiej gamy powłok.
Powłoki nakładane technikami powlekania jonowego są często bardzo cienkie i bardzo równe. Powłoki te mogą mieć grubość rzędu mikronów. Możliwość równomiernego nakładania tak cienkich powłok sprawia, że technika ta jest dobra dla części o nieregularnych kształtach, a także do nakładania powłok, których nie można nałożyć innymi technikami, takimi jak galwanizacja.