Los aceros inoxidables austeníticos son ampliamente empleados en diversos sectores industriales debido a su buena resistencia a la corrosión. Entre estos, el AISI 316, compuesto por 18% de cromo, 8% de níquel y 3% de molibdeno, es especialmente destacado en aplicaciones donde la exposición a procesos corrosivos y de desgaste es común, como la industria química y petroquímica, alimentaria, farmacéutica y marítima. Sin embargo, la exposición y agresividad del entorno degrada el material, lo que los puede llevar al punto de falla, generando pérdidas económicas significativas. Con el fin de prolongar la vida útil de estos aceros, los tratamientos de modificación de superficie surgen como una alternativa prometedora para optimizar sus propiedades. En este contexto, la nitruración por plasma a bajas temperaturas destaca como una opción adecuada de tratamiento en el AISI 316, no solo por su efectividad en mejorar las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión, sino también por su menor impacto ambiental en comparación a otros métodos. Por lo tanto, el objetivo de este estudio consiste en investigar el efecto de la nitruración por plasma a bajas temperaturas, bajo condiciones de flujo continuo de nitrógeno, en el acero AISI 316. Se evaluaron aspectos clave como las fases formadas, la microestructura y el espesor de la capa nitrurada, con el fin de entender su influencia en las propiedades finales del material. Para ello, se realizó el tratamiento termoquímico en un reactor de plasma y se utilizaron diferentes técnicas de caracterización de materiales, tales como microscopia óptica, microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X y pruebas de dureza y de indentación instrumentada. Se evidenció la formación de una capa nitrurada bien definida con espesor de 6,25 ± 0,31 µm formada por austenita expandida por nitrógeno, sin rastros de precipitación de nitruros de cromo. La nitruración mejoró la resistencia mecánica del AISI 316 en términos de dureza. Estos resultados muestran la pertinencia de este tipo de tratamientos termoquímicos y la importante selección de los parámetros de proceso para mejorar el desempeño de estos aceros en aplicaciones específicas.