Ion je atom ili molekula s pozitivnim ili negativnim električnim nabojem. Zwitterion je molekula s pozitivnim i negativnim nabojem, ali s neto nabojem od nule. Atomi se sastoje od pozitivno nabijenih subatomskih čestica zvanih protoni, negativno nabijenih elektrona i neutralnih čestica zvanih neutroni. Kada broj protona nije jednak broju elektrona, atom će imati pozitivan ili negativan naboj. Negativno nabijeni atomi ili molekule nazivaju se anioni, dok su pozitivno nabijeni atomi i molekule poznati kao kationi.
Kiseline i baze mogu postojati kao ioni ili kao nenabijene molekule, ali na neutralnim razinama pH one su ioni. Većina zwitteriona su amfoliti – molekule koje sadrže i kisele i bazične skupine. Aminokiseline su klasičan primjer; imaju obje skupine u jednoj molekuli, ali budući da su obje nabijene pri neutralnom pH, neto naboj aminokiseline bit će nula.
Zbog svojih električnih naboja, zwitterion će biti vrlo topiv u vodi i prilično netopiv u organskim otapalima. Molekule vode su polarne zbog električnih razlika između molekula vodika i kisika; odnosno atome kisika u vodi privlače kationi, a atome vodika u vodi anione. Kada je zwitterion otopljen u vodi, atomi vodika u vodi odmah okružuju negativno nabijenu skupinu, a atomi kisika u vodi odmah okružuju pozitivno nabijenu skupinu, čime je temeljito otapaju.
Osim aminokiselina, neke druge uobičajene vrste ovih molekula su puferi, deterdženti i lijekovi. Činjenica da su topljivi u vodi je ono što ih čini tako korisnima. Kada se zwitterion pohranjuje u čvrstom, suhom obliku, na primjer u piluli, bit će u obliku neutralne molekule ili soli. Kada se pojede ili stavi u vodu, poprima svoj ionski ili nabijeni oblik i otapa se.
Iako je istina da je većina aminokiselina neutralno nabijena, važno je napomenuti da neke imaju treću nabijenu skupinu, što im daje ukupni pozitivan ili negativan naboj. Iz tog razloga, proteini, koji se sastoje od aminokiselina, općenito imaju neto negativan ili neto pozitivan naboj.