在化学相容性或化学键合中表现出来的强界面作用力能增强两个表面之间的黏附性。通常聚合物具有较低的或中等能量的表面能，因此很难在其表面进行黏结或进行表面涂层。经氧等离子体表面处理后，聚丙烯的表面张力从29dyn/cm提高到了72dyn/cm，几乎达到接触角为零的全水吸附所需的数值。其他材料表面经过活化工艺，会使表面硝化、氨化或氟化。等离子体表面改性可以在表面形成如胺基、羟基、羰基、羧基等功能团，提高界面黏附力。医用导管、输液袋、透析过滤器和其他组件，以及医用注射针头、用于装血液的塑料薄膜袋和药袋的附着黏合都得益于等离子体对材料表面的活化工艺。

常规的清洗方法不会完美，常在清洗后会仍然残留薄薄的一层污染物。但如果采取等离子体活化工艺清洗，弱化学键将很容易被打断，即使污染物残留是在几何形状非常复杂的表面上，也照样可以去除掉。等离子体可以去除油膜、微观的秀菌或其他污染物，这些污染物是在储存过程中或前期制造工艺中，通过化学转化形成的高蒸汽压的挥发性气体黏附在材料表面形成的。注射成型添加剂、硅基化合物、脱模剂及部分被吸收的污染物可以通过等离子体放电清洗，能有效地从塑料、金属和陶瓷的表面去除。对后续制造产生干扰的塑料添加剂也可以通过等离子体去除，并且在这个去除过程中不会破坏或更改基底的属性。此外，采用等离子体清洗技术，还可以清洗及其敏感的仪器零件表面或植入物的表面。

等离子体可以改进表面的润湿性，降低大多数基底材料与水或其他液体的接触角。实验证明，材料只需要被等离子体处理几分钟就可以使其表面的水解除及哦啊降低至少2度。与血液过滤器或各种透析过滤薄膜一样，也包括透析过滤系统的微滤组件，等离子体同样也可以赋予织物或无纺布织物永久的清水性能。培养皿、滚瓶、微载体和细胞膜等细胞培养基质的表面均可以通过等离子体改性来大大提高其润湿性。通过控制表面的化学结构、表面能和表面电荷状态可以改善细胞生长情况、蛋白结合性能以及特定细胞附着性能。

等离子体处理无纺布或其他织物布料的表面，也可以使其具有疏水性。疏水性表现为拒水特性，当这种布料浸没在水溶液中时，不再通过毛细管效应吸水。这种技术同样也适用于某些材料，使其具有疏油性或使纸张、纺织品和过滤元件等具有疏水性。四氟化甲烷、六氟化硫、氟化烃等氟化物，可以用于诱使表面结构中氢原子被氟原子替代，形成类似聚四氟乙烯的结构，从而使材料表面具有疏水性、化学惰性以及高化学稳定性。