シールドガスに使われる物質は二酸化炭素、アルゴン、次いでヘリウム、水素、酸素などである。溶接法や溶接条件によって、これらを単体もしくは混合して用いる。また、米国ではヘリウムも比較的多く使用されている。加えて、アルゴンガスとヘリウムガスはその作用が少し異なる。シールドガスのメーカーはこれらのガスを混ぜる比率を研究し、目的別に最適なシールドガスを販売している。例えば、高速溶接のできるシールドガス、溶接品質を良くできるシールドガス、深い溶け込みの得られるシールドガスなどである。アーク溶接における二酸化炭素の働き.軟鋼などの大量生産に用いられる溶接に用いるシールドガスとしては、アルゴンなどの不活性ガスは比較的高価で、経済的ではない。また、不活性シールドガスは清浄作用がないので、欠陥の原因になることがある。これらを解決するひとつの方法として考案されたものが炭酸ガス(CO2)によるシールドである。CO2は高熱で分解し酸素と一酸化炭素に分かれる。これが電離してプラズマとなり、アークを形成する。一酸化炭素は鋼に対して還元性を示す(保護する方向に働く)が、酸素は酸化性、つまり鋼の性質を低下させる働きがある。このため、シールドガスに炭酸ガスを用いる場合は、溶接ワイヤの中に脱酸化性の元素(たとえば、MnやSiなど)を添加しておく必要がある。これによって溶融池内には酸化マンガンや酸化ケイ素が発生するが、これらはブローホールとはなり得ず溶融池表面に浮き上がり、スラグを形成する。ただし、溶接条件によっては溶接内部にスラグが入り込み、溶接欠陥を生じてしまうこともあので注意が必要である。なお、イオン化傾向の強いアルミニウムのような金属の溶接においてCO2はシールドガスとして適していない。発生した酸素に対して添加剤が機能できず、還元できないためである。上記のようにCO2は活性であるが故に溶接中はアルゴンガスなどに比べて複雑な状態となるので、使用に際しては十分な知識と技量が必要になる。目的によってアルゴンガスと使い分け、あるいは併用することが推奨される。アーク溶接と材料.熱影響.金属を一部分だけ加熱し冷却すると歪む。そのため溶接を行うと溶接された部材は歪んでしまう。