Сфокусированный ионный пучок генерируют с помощью жидкометаллических ионных источников на основе галлия, золота, иридия и других металлов. Ионы ускоряют до энергий 5–50 кэВ и фокусируют в пучок диаметром в несколько нанометров с помощью электростатических линз. Электростатическая линза — это система диафрагм-электродов различной формы с щелями либо отверстиями для прохождения ионов.

При обработке поверхности мишени с помощью СИП ионы разрушают химические связи и ионизируют ее, а также имплантируются на глубину нескольких нанометров. Однако, в отличие от электронных пучков, СИП позволяет проводить послойное удаление атомов с поверхности и не повреждать более глубокие слои мишени. Наноразмерная прецизионность работы с применением СИП обусловлена малым диаметром пучка (2,5–6 нм).

Использование сфокусированных ионных пучков лежит в основе работы ионных микроскопов, приборов для прецизионной ионной резки и травления материалов, масс-спектрометров и др.