В столбе дуги имеются три рода заряженных частиц - электроны, положительные и отрицательные ионы, которые перемещаются к противоположному по знаку полюсу.
Столб дуги можно считать нейтральным, так как сумма зарядов отрицательных частиц равна сумме зарядов положительных частиц. Столб дуги характерен образованием заряженных частиц и воссоединением заряженных частиц в нейтральные атомы (рекомбинация). Поток электронов через слой газов разрядного промежутка вызывает в основном упругие соударения с молекулами и атомами газа, вследствие чего создается весьма высокая температура. Возможна также и ионизация в результате неупругих соударений.
Температура столба дуги зависит от состава газов, величины сварочного тока (с увеличением величины тока температура повышается), типа электродных покрытий и полярности. При обратной полярности температура столба дуги выше.
Заряженные частицы в столбе дуги возникают в результате термической ионизации, степень ионизации газа зависит от температуры. Зависимость степени ионизации α-паров некоторых металлов и газов приводится на рис. 68. Чем ниже потенциал ионизации, тем при более низких температурах начинается ионизация.