等离子体是带电粒子和中性离子组成的表现出集体行为的准中性的气体。等离子体被称为是固态、液态、气态以外的物质第四态。宇宙中99%的可见物质是以等离子体的状态存在的，在地球上天然的等离子体有闪电、火焰、极光等。更为重要的是，目前人造的等离子体在工业生产、国防军工、科学研究等诸多方面发挥着越来越重要的作用。
准中性和集体行为是等离子体的重要特征。准中性的空间尺寸和时间尺寸分别由德拜长度和等离子体频率来描述，等离子体的集体行为起源于带电粒子间的库伦相互作用未长程相互作用。
按电子温度来分，通常电子温度低于10eV的等离子体称为低温等离子体，低温等离子体又可分为冷等离子体和热等离子体。冷等离子体的离子温度通常为1eV，小于电子温度，主要用于刻蚀、材料改性、等离子体医学等方面。热等离子体的电子温度和离子温度接近，主要用于冶金、焊接、切割等。当电子温度超过10eV量级时，称为高温等离子体，高温等离子体在产生X射线、聚变科学等领域有重要应用。
等离子体中粒子的相互作用可以分为两类：一类是弹性碰撞，碰撞前后总动能守恒，各粒子的电荷数不变，动量在粒子间重新分配。另一类是非弹性碰撞，动能在粒子间重新分配，且一部分能量转移至相互作用的粒子或者新产生的粒子中。非弹性碰撞包括粒子激发和退激发，电离和复合，电荷交换等。
等离子体实验诊断技术，包括电磁辐射参数的测量、等离子体自辐射图像和能谱的测量、激光探针诊断方法等。接下来我们针对不同的放电等离子对象进行介绍。
Z箍缩（Z-Pinch）是利用负载等离子体轴向（Z方向）电流的自生角向磁场来使等离子体被径向约束或快速内爆的物理过程。Z箍缩的研究源于上世纪五十年代，主要关注平衡箍缩问题（Bennett平衡），目的是实现可控核聚变。然而由于等离子体不稳定性过早地破坏了平衡箍缩状态，使得等离子体难以达到聚变点火的劳逊条件。这一技术瓶颈极大地阻碍了Z箍缩研究的进展，并使得该研究一度处于低潮。
利用高功率脉冲激光聚焦于致密介质表面产生等离子体，从二十世纪六十年代到目前已经受到了半个多世纪的关注。基于激光诱导等离子体的各种技术也在基础研究与工业应用的多个方面发挥了重要作用。利用激光等离子体发射光谱定性和定量分析样品类型和性质，在航天、环境检测、食品安全等诸多领域引起广泛关注，并正朝向商业化应用快速发展。
毛细管放电等离子体以其高密度（>1025/m3），高出口速度(>104m/s)，高热流通量(可达GW/m2级，时长百μs左右)，较高温度(1-5eV)等特点，被广泛应用于电热化学炮、材料表面处理、纳米材料制备、激光波导、等离子体加速器以及等离子体推进器等领域。
毛细管放电等离子体可通过大容量高功率脉冲电源向等离子体发生器中的与两电极相连的金属细丝放电或者电极间的自击穿，形成的初始电弧通过烧蚀毛细管中的器壁产气材料(如：聚乙烯PE、聚四氟乙烯PTFE、聚甲醛POM、尼龙NYLON66等)、石墨或氘化锂等而产生。因此，毛细管的放电过程是研究毛细管放电等离子体特性及其应用的关键所在。
气体电弧等离子体国民经济的快速发展在促进电力系统及电力工业发展的同时，对系统中的监测、控制及配套保护设备也提出了更高的需求。断路器作为系统线路中的重要保护设备，是电力系统安全、可靠及稳定运行的关键，它不仅能够关合与开断正常情况下的各种负载电流，也能在线路中出现短路故障时关合和开断短路电流。对开关等离子体的持续、深入研究，有助于丰富断路器和等离子体相关理论，同时可为开关设备的优化设计提供指导与借鉴。