在該法中，利用離子回旋共振原理有選擇性地激發鈾-235和鈾-238離子中等離子體鈾-235同位素的能量。當等離子體通過一個由密式分隔的平行板組成的收集器時，具有大軌道的鈾-235離子會更多地沉積在平行板上，而其余的鈾-235等離子體貧化離子則積聚在收集器的端板上。已知擁有實際的等離子體實驗計劃的國家只有美國和法國。美國已于1982年放棄了這項開發計劃。法國雖然在1990年前后停止了有關項目，但它目前仍將該項目用于穩定同位素分離。

迄今為止，只有氣體擴散法和氣體離心法達到了商業成熟程度。所有這7項技術均在不同程度上具有擴散敏感性，因為它們都能夠在一項秘密計劃中不惜代價地被用于從天然鈾或低濃鈾生產高濃鈾。但是，由于這些技術的特征不同，因而將影響到其被探知的可能性。