磷化的形成原理比较复杂，与环境条件，磷酸盐种类，温度，湿度，PH值等因素密切相关，次磷酸钠盐，亚磷酸盐，磷酸盐的磷化原理有一定区别。磷化是一个通过复杂的化学和电化学过程而形成转化膜的过程。所形成的磷酸盐转化膜称为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑作用。它是一个人工诱导及控制的腐蚀过程，其中涉及了很多的化学和电化学反应，如电离、水解、氧化还原、络合及沉淀等。因此，首先要了解金属在溶液中发生的反应。

磷化过程包括化学与电化学反应。不同磷化体系、不同材质的磷化反应机理也不太一样。虽然科学家在这方面已做过大量的研究，但至今仍未完全弄清楚。在很早以前，曾以一个化学反应方程式简单表述磷化成膜机理：8Fe+5Me(H2PO4)2+8H2O+H3PO4----Me2Fe(PO4)2 4H2O(膜)+Me3(PO4)2.4HO(膜）+7FeHPO4(沉渣）+8H2个

磷化过程的全部化学反应，一开始就建立在金属浸蚀和促进剂的氧化还原过程这两个反应的交叉重叠上。原则上说，金属件一旦侵人加热的稀磷酸溶液中，就会生成一层膜——磷酸亚铁（磷酸锌或磷酸铝）膜。但由于这种膜的防护性较差，所以通常的磷化是在含有Zn²+、Mn²+、Ca²+、Na+、Fe²+、Mg²+等酸性盐溶液中进行的。以铁为例，当金属表面与酸性磷化液接触时，钢铁表面被溶解：Fe+2H+—Fe²++H2

从而金属与溶液界面的酸度降低，由于化学平衡过程，驱使金属表面可溶的磷酸（二氢）盐向不溶的磷酸盐转化，并沉积在金属表面形成磷化膜。

在讨论磷化机理时，似乎应考虑到磷化过程的局部性和可分性的特点，这种特点是由于在能量和结构方面金属表面状态的差别都很大。除典型的“加工”腐蚀晶胞（电池）外，在金属表面可能生成中间区、双电极或电位相当高的区域。人们认为在高电位区域发生阳极氧化过程。因此假定在钢的表面存在小的正电位区，叫做“半阳极区”，当这一区域外延时形成很细的磷酸亚铁并有无定形的氧化铁形成，构成亚晶层。这一过程促进半阳极转变为微电池的阴极区。在这些微电池的阴极区形成由磷化液中所含的金属离子的不溶性磷酸盐的结晶层。难溶性磷酸盐很可能是由发生在阴极区的正电胶体粒子所形成的。

超过溶度积时导致生成不溶性盐，便可以得到预期的效果。当然，这是假设平衡移动很容易发生，而且反应使结晶在溶液与金属的结合处沉积。金属在磷化液中受到酸蚀，会因吸收原子氢或分子氢而引起氢脆问题；适当地选用氧化促进剂，可以大大地降低氢脆的危险。虽然磷化液中游离的酸主要是磷酸，但也会加人一些中等强度的无机酸或有机酸以改善浸蚀金属的条件。一般加人的有：氢氟酸、氟硅酸、氟硼酸、硼酸等。金属在磷化液中受到的初始酸蚀是磷化过程的起点，但很快就同时发生加速反应、活化反应、形成晶核和结晶核成长等过程。所有这些化学反应都是密切相关的，而且很小的平衡移动便能使这些反应同时开始作用。把总的现象分成几个阶段，主要是为了便于叙述。