等离子体表面处理能赋予材料新的表面性能，这些性能随时间逐渐衰减的性质称为时效性。一般认为，等离子体表面处理对材料的作用存在表面活化、交联和表面刻蚀等多种复杂过程，表面活化赋予材料表面自由基、极性基团，使润湿性改善，而交联和刻蚀使材料表面的活性物质减少影响润湿性改善。等离子体表面处理于材料表面的作用开始以活化为主，随着处理时间的增加，交联和刻蚀作用增加，影响了润湿性的进一步改善。
等离子体表面处理时效性越长改性效果越稳定。表面性能衰减的原理可能是多方面的：试样离开反应室后，活化立即停止，但交联还可能在一定时间内存在；与周围环境中某些物质的反应也会使活化赋予材料的极性基团和自由基减少。
