热镀锌层形成的关键在于铁基体与纯锌层之间的铁-锌合金化过程。在热浸镀时，铁工件浸入熔融的锌液，界面上首先形成锌与α铁的固熔体。这种固熔体是基体金属铁在固态下溶入锌原子所构成的晶体，其中铁与锌的原子相互融合，但引力较小。随着锌在固熔体中达到饱和，锌铁原子相互扩散，铁基体中的锌原子在晶格中迁移，逐渐与铁结合成合金。同时，扩散到熔融锌液中的铁与锌反应生成金属间化合物FeZn13，它沉入热镀锌锅底成为锌渣。当工件从锌液中移出时，其表面形成一层纯锌层，为六方晶体结构，含铁量极低。

热镀锌层的防护性能优异，其镀层厚度通常超过65μm，远大于电镀锌层的5～15μm。热镀锌层具有出色的覆盖能力和致密性，无有机物夹杂。在大气腐蚀环境下，锌层表面会形成ZnO、Zn(OH)2及碱式碳酸锌保护膜，从而减缓锌的腐蚀。即使保护膜受损，也会迅速修复。当锌层受损严重威胁到铁基体时，锌会为基体提供电化学保护。由于锌的标准电位（-0.76V）低于铁的标准电位（-0.44V），在锌铁微电池中，锌作为阳极被溶解，而铁作为阴极受到保护。因此，热镀锌显著提升了基体金属铁的抗大气腐蚀能力。

在热镀锌过程中，对锌灰和锌渣的形成需要进行有效控制。
锌灰和锌渣的存在不仅严重影响浸锌层的质素，导致镀层粗糙并产生锌瘤，还会显著增加热镀锌的成本。每镀1吨工件，通常需要消耗80至120公斤的锌，但如果锌灰和锌渣问题严重，耗锌量可能会高达140至200公斤。为了控制锌灰和锌渣，关键在于控制好温度，以减少锌液表面氧化所产生的浮渣。国内一些厂家采用耐火砂、炭灰等物质进行覆盖，而国外则倾向于使用热传导率低、熔点高、比重小且与锌液不发生反应的陶瓷或玻璃球进行覆盖。这些球状物不仅容易推开，而且对工件无粘附作用。