イオンをビーム（細い束に限定せず，一方向に流れる粒子の束）状にして材料表面に照射して，各種加工を行う方法．イオンと加工物との相互作用によって，①除去加工，②付加加工（成膜)，③表面改質加工（注入）のように分類される．①は，イオンが材料表面に衝突したとき，材料表面付近の原子をたたき出して，原子のオーダで微少量ずつ除去するもので，イオンエッチング，スパッタエッチングと称することもある．しかし，除去効率（スパッタリング率）は，結晶方向によって異なるため，一様な除去は困難であり，鏡面は得られない．②の付加加工は，基板上に薄い膜を形成する技術で，スパッタリングでたたき出された原子を基板の上に付着させる加工である．また，イオンのエネルギーを低くして，そのまま基板上にたい積することも可能である．他の方法（電子ビーム，抵抗加熱など）で蒸発させた原子，分子をイオン化し，加速して付着させる方法もある．③は，高速に加速したイオン（10～200keV）を材料に照射すると，サブミクロンのオーダではあるが，材料中に侵入するので，この部分だけは，内部と異なった物質とすることができる．半導体への不純物注入，あるいは，機械部品，医療用材料の表面の特性を改善するのに利用される．