作为气体放电最常见的形式之一，电弧放电产生于高密度电流（通常为 100～1000 A/cm² 量级）在金属电极之间通过之时。在电弧等离子体中，由于电流密度大、压力高，电子与重粒子的碰撞次数很多，因而电子与等离子体其余组分之间发生有效的能量交换，其结果是电子温度与气体温度趋于一致。该温度相当高——视放电条件而定，介于 4500 K 至 8000 K 之间。
用于制氢的非平衡等离子体化学系统
近年来，人们做了大量尝试，利用脉冲火花放电、介质阻挡放电、电晕放电和微波放电产生的非平衡等离子体，主要目的是降低为引发化学反应而加热气体所消耗的能量——在准平衡电弧等离子体中，这部分能耗至少占 40%。下文尝试分析常压非平衡等离子体化学在应用层面的现状与问题，并展望其用于大规模工业化生产的前景。近几十年来，制氢受到高度关注，其中也包括在非平衡等离子体化学系统中制氢。这是因为发展氢能的任务要求使用燃料电池——燃料电池能以最高的效率和最小的环境污染，把燃料的化学能直接转化为电能——而这就需要不断扩大氢的工业化生产。
电弧水蒸气等离子体
水作为等离子体工作介质占有特殊地位。这种物质在自然界中分布广泛，并在其中发挥着巨大作用，支撑着各种各样的化学反应和物理过程。这里讨论的对象是接近常压、温度高达数万度的水蒸气。所谓水蒸气等离子体是化学活性最强的介质之一，而水蒸气又是极其廉价的等离子体工作气体。水蒸气等离子体不仅是一种载热介质，还是物理化学反应中的活性反应剂。凭借焓值、环境友好、无爆炸危险、来源广泛等独特性能，水蒸气等离子体在冶金、电力、机械制造和等离子体化学的工艺过程中很有前景。蒸汽-水等离子体的优点在于：等离子体发生器以水蒸气为工作气体运行时，不会生成有害的氮氧化物。迄今为止，烃类热解与氧化转化的等离子体化学过程，其发展的主要成果都是在准平衡电弧等离子体中取得的。