大氣常壓等離子清洗機的工作原理主要基于等離子體的物理和化學性質。
首先，設備通過向內部注入氣體（如空氣），在高頻電場或微波場的作用下，使氣體分子電離產生大量的電子和離子，進而形成等離子體。在這個過程中，氣體分子被裂解成離子、激發態分子、自由基等多種活性粒子。
隨后，這些帶電粒子在電場的作用下獲得能量，以一定的速度和能量轟擊待清洗物體的表面。在這個過程中，高能電子與表面污染物分子發生碰撞，導致污染物分子化學鍵斷裂、降解或發生其他化學反應。同時，高能粒子與表面分子發生物理碰撞，使附著在表面的污染物分子被擊離。此外，自由基等活性粒子與表面污染物發生化學反應，生成揮發性物質或易于去除的物質。
在整個清洗過程中，由于是在常壓環境下進行，無需真空系統，操作簡便，生產效率高。同時，由于清洗過程中無需使用有害溶劑，因此對環境友好，對操作人員的健康無害。
