物理气相沉积是在真空条件下，利用物理方法，将沉积物材料汽化为原子、分子或离子化为离子，直接沉积到基体表面的方法。物理气相沉积有蒸镀、溅射和离子镀。由于加热方法不同和控制粒子运动的方法不同，PVC的种类也就很多，而且还在不断地发展，且每种PVD法都有专用的设备，工艺方法也在不断地研究发展之中。目前的PVD法与CVD法相比形成涂层的成分相差不大，PVD法工件的温度较CVD法低但涂层要薄，可减少工件的变形但涂层的牢固度低。

PVD方法突出的优点是镀膜温度低，只有500℃左右，而且温度还可以降低。虽然镀膜厚度较薄，但是能有效地提高模具寿命。镀膜设备复杂，价格高，是其在模具制造上普遍应用的主要原因。PVD镀膜技术在工模具行业中应用较多，国内一些厂家用PVD法强化模具工作零件表面，使模具寿命提高，获得了成功的经验。如：对YG20硬质合金录音机磁头外壳拉深模模具工作零件进行PVD涂覆TiN处理，模具寿命提高3倍以上；经低温沉积TiN涂层的电能表拉深模，其使用寿命由原来的2000件提高到2万件以上。此外，用65Mn钢制造的精密平面磨床的主轴，经低温沉积TiN涂层处理后，径向圆跳动达0.002mm较高精度，耐磨性可提高6～8倍。