Proses film tipis dapat melibatkan sejumlah prosedur kimia atau fisik yang berbeda. Teknik pengolahan film tipis yang paling umum adalah menggunakan bahan kimia cair atau gas, metode penguapan atau proses sputtering. Kombinasi dari teknik-teknik ini juga umum dalam proses film tipis, yang memungkinkan lebih banyak kontrol atas sifat-sifat produk akhir. Proses film tipis dapat bersifat fisik atau kimia.
Bahan kimia, baik dalam bentuk cair atau gas, dapat digunakan untuk membuat film tipis. Deposisi uap kimia, misalnya, memaparkan bahan ke bahan kimia yang terurai atau bereaksi terhadap bahan tersebut. Seringkali ada produk sampingan yang berbahaya atau mudah menguap yang tercipta selama proses ini, jadi laboratorium harus dilengkapi untuk membuang bahan kimia yang dihasilkan. Pemanasan substrat dapat meningkatkan pertumbuhan film tipis selama deposisi uap kimia.
Penguapan adalah proses film tipis umum lainnya. Dalam penguapan, bahan target dipanaskan sampai menguap atau menyublim. Setelah zat tersebut menjadi gas, zat tersebut dilepaskan ke dalam ruang yang berisi substrat tempat film tipis akan terbentuk. Substansi menyentuh substrat dan membentuk film tipis.
Ada sejumlah mesin berbeda yang dapat digunakan untuk menguapkan bahan target. Mesin ini dapat memanaskan bahan target pada koil, pelat, atau ruang yang dipanaskan. Zat juga dapat diuapkan jika terkena sinar elektron atau foton intensitas tinggi, seperti yang dipancarkan oleh laser.
Proses sputtering, juga disebut deposisi sputter atau sputtering magnetron reaktif, adalah proses film tipis yang umum digunakan. Selama proses ini, substrat ditempatkan di ruang vakum di mesin khusus. Udara disedot keluar dari ruang, dan bahan target dilepaskan ke dalam ruang dalam bentuk gas. Magnet yang kuat membuat muatan yang menyebabkan bahan target terionisasi dan mengendap pada substrat. Memindahkan substrat bolak-balik selama proses ini memastikan bahwa film tipis didistribusikan secara merata di permukaannya.
Proses film tipis menciptakan film tipis dari berbagai elemen atau molekul yang ketebalannya berkisar antara beberapa dan beberapa ratus atom. Film tipis memiliki banyak kegunaan dan merupakan komponen umum di komputer, perangkat optik, dan sebagai filter warna untuk kamera dan teleskop. Film tipis biasanya terbuat dari titanium, aluminium, emas, perak dan paduan logam-logam ini. Substrat umum termasuk logam, plastik, kaca dan keramik.