图所示为GTAW焊炬、电弧、钨极、气体保护以及正在被送入电弧和焊接熔池时的焊丝等的相对位置。 通过焊炬供给的惰性气体层保护加热了的焊接区。使熔融金属和钨电极不受空气污染氧化。利用电弧的热作用来焊接焊缝，相邻的工件和填充焊丝就被熔化，并随着焊缝金属的凝固而连接在一起。

电流通过被电离了的惰性气体，使之产生电弧。被电离的原子失去电子而剩下正电荷。气体的正离子从电弧的正极流向负极。电子从负极流向正极。电弧所消耗的能量等于通过电弧的电流和电弧两端的电压降的乘积。

在焊接开始之前，必须用机械方法或化学方法清理待焊区域上的所有的油、润滑脂、油漆、锈、尘土或其他污染物质。

引弧方法有两种：接触式和击穿式。接触式又分直击式和擦划式，都是使电极与工件瞬间接触并快速使钨极拉开一个短的距离，主要用于简易的GTAW设备来焊接黑色金属不重要构件的根层焊道。击穿式又分高频式和脉冲式。高频式是利用高频振荡器产生从钨极到工件的跃迁火花。当在焊接回路上叠加高频高压时，便产生高频引弧，高电压低电流使电极和工件之间的保护气体电离，从而使气体导电并引燃电弧。脉冲式是在钨极和工件之间加一高压脉冲，使两极间气体电离而引弧，是一种较好的引弧方法。用直流电焊接时，在电弧引燃之后便切断高频电压。但是用交流电焊接时，特别是焊接铝时，在焊接过程中通常也要继续保持高频电压。

对于手工焊来说，电弧一旦引燃，焊炬便保持一个大约15度的行走角。对于自动焊来说，焊炬一般与表面垂直。手工焊开始时，常常使电弧做小的圆形运动，直到获得一个尺寸合适的熔池为止。一旦在任何一点上达到了充分熔合，便沿着被焊部件逐渐移动焊炬，以便逐渐地熔化邻接的表面并形成焊缝。随着电弧沿接头前进，熔融金属发生凝固而完成焊接循环。

熄弧之前应将焊炬垂直于工件并填充焊丝以免形成弧坑。熄弧后不要立即移开焊炬，应待到滞后气体停止时再移开以免焊缝高温时被空气氧化。通常用手拧开关切断电流来停止焊接。