受控環境的噴涂技術將我們對等離子噴涂的認識向前推進了一步。在噴涂室內操作噴槍，使環境得到完全控制。這樣生產出來的涂層的特性是不可能在標準大氣環境下生產出來的。環境可以在近乎真空（低達50 mbar）和增高壓力（高達4 bar）范圍內變化。選擇在噴涂室內噴涂可防止涂層材料和/或基體的污染，或是由于需要噴涂材料與加入的某種物質產生反應。

可控氣氛等離子噴涂的原理即等離子噴槍置于密封艙室內，由機械手進行操作。將艙室抽至真空狀態即為真空等離子噴涂（VPS），艙室為低壓狀態時，成為低壓真空等離子噴涂（LPPS）。艙室的氣氛可以為惰性氣氛或其他保護性氣氛。由于環境為低壓或氣氛可控，等離子焰流加長，粒子加熱更充分，氧化減少，涂層的質量得到明顯改善，并且可以用于制備沉積金剛石膜、超導體氧化物涂層。

這種工藝生產出的涂層有很多優勢。涂層致密性好，粘結性強，不會被污染，金屬涂層中沒有氧化物。在用無反應大氣裝填的噴涂室內噴涂的陶瓷等非金屬涂層純度很高。并且，諸如鎢等高熔點金屬涂層應用也很成功。由于噴槍與工件之間的距離不像大氣噴涂條件下那么關鍵，所以部件控制變得簡單。噴涂工藝時間可以大大縮短，這是因為等離子羽流剖面均勻，“焦斑直徑”可以很大。此外，沒有大氣冷卻涂層粒子意味著涂層凝固過程比較緩慢。大氣等離子涂層幾乎沒有夾層“薄片”，涂層的晶體結構接近鑄件材料的晶體結構。

在低真空的環境里，由于非轉移型等離子弧射流變粗拉長，一直接觸到工件表面，形成導電通道，因而可在其上疊加轉移弧。利用轉移弧對工件表面進行濺蝕，去掉表面氧化層和污染，并且工件可以加熱到較高溫度，使得涂層在光滑的表面上就可結合，并在界面上產生擴散，提高了結合強度，涂層厚度亦可不受限制。在密閉室進行噴涂，噪聲和粉塵對環境的污染問題也相應得到了解決。

低真空環境下的噴涂與大氣等離子噴涂相比具有以下顯著特點：
１）等離子射流的速度和溫度都比大氣等離子噴涂明顯提高，壓力愈低，射流速度和溫度就愈高。
２）粉末在等離子射流高溫區域滯留的時間增加，受熱更均勻，飛行速度更高。
３）可大幅度提高基體表面預熱溫度；還可以用反向轉移弧對基體進行濺射清洗，清除氧化物和污垢，使涂層和基體的結合狀況得到改善。
４）粉末和基體表面完全避免了氧化，能制備各種活性金屬材料涂層。
５）由于以上原因，使得涂層結合強度大幅度提高，氣孔率大幅度降低，涂層殘余應力減小，涂層質量明顯改善。
６）真空等離子噴涂設備復雜，價格昂貴，推廣應用難度很大。