在PVD真空镀膜时，引入氮气、氧气等反应气体，能通过化学反应调控薄膜成分。以氮气为例，当沉积金属（如钛）时，通入氮气，氮气分子在真空环境中会被电离成氮离子或激发成活性氮原子。这些活性氮粒子会与被溅射出来的钛原子在气相中或在基体表面发生反应，生成氮化钛（TiN）。反应的程度取决于氮气的分压、沉积温度等因素。氮气分压高时，更多的氮粒子参与反应，生成的氮化钛中氮含量会增加；沉积温度适宜时，能为化学反应提供足够能量，促进反应进行，使薄膜中化合物的比例提高。
 对于氧气，若要制备金属氧化物薄膜（如氧化铝），通入氧气后，氧气分子被电离或活化，与溅射的铝原子反应生成氧化铝。氧气的流量和真空度会影响反应的充分性，流量合适、真空度良好（残余气体少，减少杂质干扰）时，反应更完全，薄膜中氧化铝的纯度和成分更接近化学计量比。通过准确控制反应气体的种类、流量、分压以及沉积工艺参数，就能实现对PVD真空镀膜薄膜成分的准确调控，获得所需成分的功能薄膜。