熱鍍鋅層形成的關鍵在于鐵基體與純鋅層之間的鐵-鋅合金化過程。在熱浸鍍時，鐵工件浸入熔融的鋅液，界面上首先形成鋅與α鐵的固熔體。這種固熔體是基體金屬鐵在固態下溶入鋅原子所構成的晶體，其中鐵與鋅的原子相互融合，但引力較小。隨著鋅在固熔體中達到飽和，鋅鐵原子相互擴散，鐵基體中的鋅原子在晶格中遷移，逐漸與鐵結合成合金。同時，擴散到熔融鋅液中的鐵與鋅反應生成金屬間化合物FeZn13，它沉入熱鍍鋅鍋底成為鋅渣。當工件從鋅液中移出時，其表面形成一層純鋅層，為六方晶體結構，含鐵量極低。

熱鍍鋅層的防護性能優異，其鍍層厚度通常超過65μm，遠大于電鍍鋅層的5～15μm。熱鍍鋅層具有出色的覆蓋能力和致密性，無有機物夾雜。在大氣腐蝕環境下，鋅層表面會形成ZnO、Zn(OH)2及堿式碳酸鋅保護膜，從而減緩鋅的腐蝕。即使保護膜受損，也會迅速修復。當鋅層受損嚴重威脅到鐵基體時，鋅會為基體提供電化學保護。由于鋅的標準電位（-0.76V）低于鐵的標準電位（-0.44V），在鋅鐵微電池中，鋅作為陽極被溶解，而鐵作為陰極受到保護。因此，熱鍍鋅顯著提升了基體金屬鐵的抗大氣腐蝕能力。

在熱鍍鋅過程中，對鋅灰和鋅渣的形成需要進行有效控制。
鋅灰和鋅渣的存在不僅嚴重影響浸鋅層的質素，導致鍍層粗糙并產生鋅瘤，還會顯著增加熱鍍鋅的成本。每鍍1噸工件，通常需要消耗80至120公斤的鋅，但如果鋅灰和鋅渣問題嚴重，耗鋅量可能會高達140至200公斤。為了控制鋅灰和鋅渣，關鍵在于控制好溫度，以減少鋅液表面氧化所產生的浮渣。國內一些廠家采用耐火砂、炭灰等物質進行覆蓋，而國外則傾向于使用熱傳導率低、熔點高、比重小且與鋅液不發生反應的陶瓷或玻璃球進行覆蓋。這些球狀物不僅容易推開，而且對工件無粘附作用。