鞘层概念与等离子体学科一样古老，I.朗缪尔在研究气体放电性质时于1923年引入鞘层的概念，比他1928年引入等离子体的概念还要早。他当年以这两个概念分别表征放电管中电子密度几乎可忽略的正空间电荷区和电子、离子密度几乎相等的准中性区。鞘层在很多领域有重要应用，因此对其研究经久不衰。

处于非磁化等离子体中的无偏压的壁，由于电子热运动速度大而首先到达壁，使壁带负电，进而阻止随后的电子而加速离子，最终使达到壁的电子流和离子流相等，此时为悬浮鞘。壁电位为悬浮电位，该电位通常是几倍的，其中和分别为电子温度和电荷。若对壁加偏压，则电流平衡被打破，鞘层为偏压鞘，其厚度与电流及偏压存在一定关系，对于较高的负偏压，该关系即为著名的柴尔德-朗缪尔定律。

鞘层最基本的性质之一是玻姆判据，即鞘边界的离子速度至少是离子声速，以保证鞘内电子密度下降快于离子，以便形成稳定的鞘结构。离子要达到该速度，必然在进入鞘之前获得加速，因此存在准中性的预鞘层。该层尺度较大，通常为碰撞平均自由程或装置尺度的数量级，并存在微弱电场(电势降约)以加速离子。描述预鞘的方程在鞘-预鞘边界的电场和密度梯度均出现无穷大，即所谓的声障。而描述鞘层的方程在该边界的电场和密度梯度均很小，因此理论模型在鞘-预鞘边界不连续。为此有学者又提出平滑连接两个区域的过渡区模型，该模型的渐进解在靠近等离子体一侧与预鞘模型重合，而在靠近壁一侧与鞘层模型重合。等离子体边界层的一般结构如图所示，其中、、、分别为离子平均速度、离子声速、离子数密度和电子数密度。

等离子体边界层的一般结构示意图

已进行基于多种模型的鞘层理论和数值研究，但实验研究比较困难，不过实验研究也得到长足的发展，主要依靠发射探针以及激光诱导荧光获得鞘内电势分布和离子速度分布函数。鞘层研究的主要应用包括磁约束等离子体第一壁附近的物理过程、低温等离子体与材料表面的相互作用，以及空间飞行器的充电和探针模型等。该领域的研究热点包含（但不限于）磁化鞘层以及射频鞘层等。