Das Pulvernitrieren beruht auf der thermischen Zersetzung von Kalkstickstoff (Calciumcyanamid CaCN2). Es ist ein einfaches Verfahren, das im Gegensatz zum Badnitrieren keine aufwendigen Einrichtungen erfordert. Es können nur kleine Teile pulvernitriert werden. Einer Badnitrierdauer von 90 min entspricht eine Pulvernitrierung von ca. 5 Stunden. Wie beim Badnitrieren bilden sich auf der Oberfläche der nitrierten Stähle eine Verbindungszone und eine Diffusionszone aus. Die Verbindungszone pulvernitrierter Teile war Porenfrei.
Durch das Pulvernitrieren entsteht eine dünne Verschleißfeste Schicht, wobei die Ermüdungsfestigkeit durch Druckspannungen in der Oberfläche, die beim Nitrieren entstehen, erhöht wird. Die Stickstoffdiffusion findet bei etwa 550 °C statt.