等离子弧焊设备的结构与钨极氢弧焊相似，主要根据操作方式分为手工焊和自动焊两种类型。手工焊设备的基本组成部分包括焊接电源、焊枪、控制电路、气路和水路。这些设备的核心是焊接电源，可以选用具有下降或垂直下降特性的整流电源或弧焊发电机，比如当使用纯氢作为离子气时，空载电压通常在65-80V之间；若使用氢和氢混合气，则空载电压需要110-120V。
对于大电流等离子弧焊接，通常采用等离子弧，通过高频引燃非转移弧，随后转化为转移弧。对于30A以下的小电流微束等离子弧焊接，则采用混合型弧，通过高频或接触短路回抽的方式实现引弧。由于非转移弧在焊接过程中难以切除，因此这类焊接通常需要两个独立的电源来控制。
气路系统是等离子弧焊机的关键部分，它需要提供可调节的离子气、保护气和背面保护气。为了确保引弧和熄弧区域的焊接质量，可以设计两路离子气供给，其中一路可以通过气阀进行放空，实现离子气流的衰减控制，以保证焊接过程的稳定。
对于手工等离子弧焊机，控制系统相对简单，主要关注离子气和保护气的供应，以及引弧操作。而在自动化等离子弧焊机中，控制系统更为复杂，通常包括高频发生器、焊枪行走控制、填充焊口的逆进拖动电路以及程控电路。程控电路需要满足提前送气、高频引弧、转弧、离子气递增、延迟行走、电流和气流衰减熄弧，以及延迟停气等一系列精细的控制需求。
等离子弧焊是利用等离子弧作为热源的焊接方法。气体由电弧加热产生离解，在高速通过水冷喷嘴时受到压缩，增大能量密度和离解度，形成等离子弧。它的稳定性、发热量和温度都高于一般电弧，因而具有较大的熔透力和焊接速度。形成等离子弧的气体和它周围的保护气体一般用氩。根据各种工件的材料性质，也有使用氦或氩氦、氩氢等混合气体的。