Ionipinnoitus on tekniikka, jolla aineen, yleensä metallin tai yhdisteen, pinnoitteet kerrostetaan kohdeosalle tai -pinnalle. Päällystysmateriaali höyrystetään ja ionisoidaan sähkökaaren avulla, minkä jälkeen se liikkuu suurella nopeudella kohti kohdetta, jossa ionisoitujen hiukkasten sähkövaraus saa ne sitoutumaan kohteen pintaan. Tätä tekniikkaa kutsutaan joskus fysikaaliseksi höyrysaostamiseksi. Se tehdään yleensä tyhjiökammiossa tai inertin kaasun ilmakehässä.
Ionipinnoitettavat materiaalit käsitellään ensin vieraiden materiaalien poistamiseksi ja kaikkien pintojen puhdistamiseksi. Tämä tehdään samassa ympäristössä, jossa pinnoitus suoritetaan, ja sitä kutsutaan ruiskutukseksi. Sputterointiprosessi on samanlainen kuin seuraava pinnoitusprosessi, mutta kohdetta pommitetaan toisen materiaalin ioneilla, kuten argonkaasulla, joka irrottaa kaiken vieraan aineen pinnan sen sijaan, että se sitoutuisi kohteeseen. Pinnan on oltava täysin puhdas, jotta pinnoitemateriaali kiinnittyy kunnolla.
Kun kohde on käsitelty ja valmistettu päällystykseen, ionipinnoitusprosessi alkaa. Pinnoitusmateriaali höyrystetään sähkökaarivirralla, joka käyttää erittäin pientä jännitettä ja suurta virtausta. Tämä ei ainoastaan höyrystää päällystysmateriaalia, vaan ionisoi yksittäiset atomit, jotka hylkivät toisiaan niiden samanlaisten sähkövarausten vuoksi. Tämä höyry työntyy sitten kohteeseen, jolle annetaan heikko vastakkainen sähkövaraus houkutellakseen ionisoitua päällystysmateriaalia. Tämä saa pinnoitteen höyrystyneet ionit tarttumaan valmistettuun pintaan.
Ionipinnoituksen perustekniikkaa voidaan muuttaa useilla tavoilla. Johtamalla tiettyjä kaasuja ja muita höyrystyneitä ioneja suljettuun ympäristöön on mahdollista yhdistää yhden materiaalin höyrystyneet ionit muiden ionien kanssa uuden yhdisteen luomiseksi, joka sitten sitoutuu kohteeseen. Erilaisten materiaalien yhdistäminen mahdollistaa laajan valikoiman pinnoitteita.
Ionipinnoitustekniikoilla levitetyt pinnoitteet ovat usein hyvin ohuita ja erittäin tasaisia. Näiden päällysteiden paksuus voi olla mikronien luokkaa. Mahdollisuus levittää tällaisia ohuita pinnoitteita tasaisesti tekee tästä tekniikasta hyväksi epäsäännöllisen muotoisille osille sekä sellaisten pinnoitteiden levittämiseen, joita ei voida levittää muilla tekniikoilla, kuten galvanoinnilla.