L'arc plasma est la torche qui ionise le gaz pour former un arc (également appelé arc comprimé) entre la cathode et la buse froide ou entre la cathode et la pièce à travailler.
Lorsque l'arc passe à travers le trou de la buse refroidie à l'eau, il est refroidi par le flux d'air froid et la paroi du trou de la buse refroidie à l'eau. La section transversale de la colonne d'arc est réduite en raison de l'augmentation de la densité des particules chargées et de l'intensité du champ électrique grâce à l'effet de compression thermique, mécanique et auto-magnétique. Cet arc comprimé est appelé arc plasma et présente une température élevée, une concentration thermique élevée, une bonne stabilité thermique et une bonne contrôlabilité.