离子渗氮温度可以根据零件的材质零件的技术要求，包括渗层硬度和深度，心部硬度允许的变形量等因素，综合考虑确定。在350℃以上离子渗氮就有明显的硬化效果，采用650℃甚至更高的温度，渗氮也不会遇到气体渗氮时难以控制的氨分解率等问题。生产上离子渗氮常用的温度范围为450℃-650℃，对结构钢言渗氮温度低能得到较高的渗层硬度，保持较高的心部强度，减小变形，但渗层较浅。有资料认为42CrMo钢在450℃离子渗氮时能获得最高的表面硬度。500℃以上的温度离子渗氮一般用于高合金不锈钢。为了加快渗氮速度缩短处理周期，这些材料虽然渗氮温度较高，但是它们所生成的合金氮化物比较稳定，不致因温度较高而聚集长大，所以渗氮后仍保持很高的硬度。
        保温时间的长短取决于零件的材料，渗氮层深度和渗氮温度，可以从十分钟到几十小时不等。例如高速钢刀具，为了避免因渗层过厚带来较大脆性，渗氮时间仅为十分钟到一小时。而表面承受较大接触应力的渗氮零件，为了得到足以承受压应力的渗层，离子渗氮时间往往长达30-50小时。
        离子渗氮初期氮的渗入速度最快，所以渗层深度要求0.3-0.4mm以下的零件，离子渗氮保温只需二十小时以内即可达到，从经济角度出发最为合理。