這種類型形成過程的特點是，到達基片上的原子首先凝聚成核，后續飛來的原子不斷集聚在核的附近使核在三維方向不斷成長，最終形成薄膜。大部分薄膜的形成過程都屬于這種類型。核生長型的薄膜其生長過程可以分為如下四個階段。
(l)成核階段碰撞到基片上的原子，其中一部分與基片原子交換的能量很少，仍具有相當大的能量，所以能返回氣相。而另一部分則被吸附在基片的表面上，這種吸附主要是物理吸附，原子將在基片表面停留一定的時間。由于原子本身還具有一定的能量，同時還可以從基片得到熱能，因此原子有可能在表面進行遷移或者擴散。在這一過程中，原子有可能再蒸發，也可能與基片發生化學作用而形成化學吸附，還可能遇到其它的蒸發原子而形成原子對或者原子團，發生后兩種情況時，原子再蒸發與遷移的可能性極小，從而逐漸形成穩定的凝聚核。
(2)小島階段當凝聚晶核達到一定的濃度以后。繼續蒸發就不再形成新的晶核。新蒸發來的吸附原子通過表面遷移將集聚在己有的晶核上，使晶核生長并形成小島，這些小島通常是三維結構，并多數己具有該種物質的晶體結構，即己形成微晶粒。
(3)網絡階段隨著小島的生長，相鄰的小島會互相接觸并彼此結合，結合的過程有點類似兩個小液滴結合成一個大液滴的情況。這是由于小島在結合時會釋放出一定的能量，這些能量足以使相互接觸的微晶狀小島瞬時熔化，在結合以后，由于溫度下降新生成的島將重新結晶。電子衍射結果發現，在尺寸和結晶取向不同的兩個島相結合時，得到的微晶的結晶取向與原來較大的小島的相同。隨著小島的不斷結合，將形成一些具有溝道的網絡狀薄膜。
(4)連續薄膜繼續蒸發時，吸附原子將填充這些空溝道，此時也有可能在空溝道中生成新的小島，由小島的生長來填充空溝道，最后形成連續薄膜。