Tretman plazmom je metoda modifikacije koja je privukla znatnu pozornost istraživača. Plazma je ionizirana smjesa koja sadrži ione, elektrone, slobodne radikale i pobuđene molekule i atome, koja u interakciji s površinom vlakana stvara visoko reaktivne tvari. Ovisno o svojstvima upotrijebljenog plina, mogu se stvoriti slobodni radikali, ioni i metastabilne tvari, pokrećući ablaciju, unakrsno -vezivanje ili oksidacijske reakcije. Tipični plinovi koji se koriste za stvaranje plazme uključuju zrak, O2, NH3, N2 i Ar.
Tijekom procesa plazma obrade, plazma nagriza i mijenja površinsku morfologiju vlakna, čime se povećava njegova hrapavost. Oksidacija stvara aktivne funkcionalne skupine-koje sadrže kisik, povećavajući aktivnost površine vlakana. Ovo poboljšava fizičku interkalaciju i kemijsko povezivanje između vlakana i polimera, jačajući međupovršinsko prianjanje. Korištenje blage plazme za obradu materijala ima dvije glavne prednosti: prvo, može se koristiti u bilo kojoj atmosferi, kao što je inertna, redukcijska ili oksidirajuća atmosfera; drugo, reakcija se događa samo na površini materijala i ne mijenja značajno ukupna svojstva. Ova metoda tretmana je jednostavna za rukovanje, visoko učinkovita, minimalno oštećuje vlakno i ne zahtijeva naknadni tretman. Međutim, ima vremenski-osjetljivu prirodu; ugljična vlakna obrađena u plazmi moraju se što prije spojiti s polimernom matricom.
