氣體等溫滲氮是指在溫度460~530℃及氦分解率(20%~40%) 均不變動的條件下進行滲氮，稱為氣體等溫滲氮(以下簡稱等溫滲氮)。由於溫度較低，工件變形小; 但滲氨周期長，為得到0.6~1.0mm的滲層，需保溫50~120h。例如，38CrMoAl 鋼製造的精密磨床主軸，要求滲氮層深度0.4~0.6mm,表面硬度大於900HV。為了降低滲氮層的脆性，常在滲氮結束前2-4h進行退氨處理。
等溫滲氮的溫度較高時，滲層較厚，表面硬度較低，但滲層的分布大為平穩。氨的分解率過高時，氣氛中氫分子濃度過大，影響工件對氮的吸收，還易產生軟區。因此，在工藝過程中對溫度和氨的分解率都應嚴格控制。
氨的分解率系指用氨進行滲氮時，在工藝過程中氨分解的N2、H2混合氣體占爐中氣體(主要指未分解的氨氣和已分解的N2、H2 氣體三者的總和) 的體積百分比，即氨的分解程度，是滲氮工藝的重要參數。
