将元素的原子离子化并在电场中获得高能量后，强行注入金属材料表层，以形成极薄的近表面合金层，从而改变金属表面的物理或化学性质。离子注入系统的原理示意见图3-19。
将选定元素的原子（He、N、B、Al、Ti、Cr、Ni、Co、Mo等）在离子源处电离成离子，然后将离子在高压电场（10～500kV）加速，依E=qV的规律获得高的动能（q为离子电荷），并
用横向磁场把不同质量的离子偏转不同的角度，选出特定能量和特定质量的离子，通过扫描系统注入金属靶材料表面。整个过程在1.3×10-3Pa的真空下进行。
离子注人深度一般在1μm以下，在此近表面层中注入的金属以高过饱和固溶体、亚稳相、非晶态组织和平衡合金等不同的结构形式存在。离子注入金属后可改善其耐磨性、耐蚀性和抗疲劳能力。
离子注入原则上可以任意选择注入元素，不受冶金学限制，它在高真空及低温下进行，不会引起模具畸变，不影响表面粗糙度，可精确控制注入离子的浓度、浓度分布和注入深度。目前，离子注入技术不断发展并日趋成熟，离子设备不断完善。离子注入不锈钢零件进行表面改性已获得越来越多的应用。
