作为精度切割加工设备，等离子切割机内部构造并没有人们想象的那么复杂，从等离子切割原理来看，等离子切割机所需要完成的工作是如何提供等离子弧熔断切割材质。但从实际应用来看，一部好的等离子切割机除了完成上述功能外，对切割材质表面光洁度的维护、切割精度与切割速度的平衡才是等离子切割机的技术关键。

等离子切割机的外形和尺寸多种多样。有用机器人手臂控制精确切割的巨型等离子切割机，也有在手工作坊中使用的精简的手持式等离子切割机。无论尺寸大小，所有的等离子切割机都是基于相同的原理，结构设计也大致相同。

在等离子切割机内部，电极位于中心，喷嘴就在其下方。橙色的零件是涡流环，使等离子体通过时高速旋转形成涡流。

等离子体本身有电流流过。只要持续给电极供电并且保持等离子体与金属接触，那么产生电弧的周期就是连续的。为能够在确保这种接触的同时避免氧化以及其他等离子体尚不可知的特性引起的损坏，切割机喷嘴装有另外一组管道。这组管道持续放出保护气体以保护切割区域。保护气体的气压可以有效的控制柱状等离子体的半径。

等离子切割机工作时，通过一个狭小的管道送出如氮气、氩气或氧气的压缩气体。管道的中间放置有负电极。在给负电极供电并将喷嘴口接触金属时，就形成了导通的回路，电极与金属之间就会产生高能量的电火花。随着惰性气体流过管道，电火花即对气体加热，直至其达到物质的第四种状态。这一反应过程产生了一束等离子体流，温度高达约摄氏16,649度，流速高达6,096米/秒，可使金属迅速变为熔渣。