原子层沉积是基于表面控制的薄膜沉积技术。在镀膜过程中，两种或更多的化学气相前驱体依次在基底表面发生化学反应从而产生固态的薄膜。在反应腔内有惰性载气穿过；前驱体通过极短的脉冲注入到这个惰性载气中。 惰性载气携带着前驱体脉冲作为一种有序“波”依次通过反应腔，真空泵管路，过滤系统，并终通过真空泵。
ALD前驱
可用原子层沉积的常用的材料包括（选择）：
氧化物: Al2O3, CaO, CuO, Er2O3, Ga2O3, HfO2, La2O3, MgO, Nb2O5, Sc2O3, SiO2, Ta2O5, TiO2, VXOY, Y2O3, Yb2O3, ZnO, ZrO2, etc.
氮化物: AlN, GaN, TaNX, TiAlN, TiNX, etc.
碳化物: TaC, TiC, etc.
金属: Ir, Pd, Pt, Ru, etc.
硫化物: ZnS, SrS, etc.
氟化物: CaF2, LaF3, MgF2, SrF2, etc.
生物材料: Ca10(PO4)6(OH)2 (hydroxyapatite)
聚合物: PMDA–DAH, PMDA–ODA, etc.
掺杂纳米涂层和复合结构：ALD 可以使用大量不同的材料组合。