Ionizacija je kada atom ili molekula dobiju pozitivan ili negativan naboj. Može se dogoditi na jedan od dva načina: prvo, kada čestica dobije ili izgubi elektrone; drugo, kada se jedan atom ili molekula kombinira s drugim atomom ili molekulom koja već ima naboj. Sama nabijena čestica naziva se ion. Ioni koji su pozitivno nabijeni nazivaju se kationi, a ioni koji su negativno nabijeni nazivaju se anioni. Također, ioni sastavljeni od jednog atoma nazivaju se jednoatomni ioni, a ioni sastavljeni od više atoma nazivaju se poliatomski ioni.
Ionizacija se često događa zbog broja elektrona koje čestica ima. Čestice sa sparenim (parnim) elektronima stabilnije su od onih s nesparenim elektronima; atomi s ispunjenim elektronskim ljuskama također su stabilniji od onih s samo djelomično ispunjenim ljuskama. Kada se čestice sudare i međusobno djeluju, elektroni iz jednog atoma mogu se povući u drugi kako bi mu dali paran broj elektrona ili ispunili jednu od njegovih elektronskih ljuski. Atom s neparnim brojem elektrona i samo jednim elektronom u svojoj vanjskoj ljusci težio bi odustati od svog elektrona u takvoj interakciji. Čestice nabijene ionizacijom obično nisu tako stabilne kao one čije elektronske ljuske su prirodno ispunjene jednakim brojem protona i elektrona.
Postoji posebna vrsta vezivanja koja se temelji na ionima. Ova veza, poznata kao ionska veza, uzrokovana je elektrostatičkim privlačenjem između pozitivnih i negativnih iona. Ova vrsta veze obično se događa kada dva atoma dođu u kontakt i elektron iz valentne ljuske jednog skoči na valentnu ljusku drugog. Skakanje elektrona stvara dva iona, jedan pozitivno i jedan negativno. Ioni se privlače jedni prema drugima i može doći do ionske veze. Kada se ova reakcija dogodi u velikim razmjerima, mogu nastati ionski kristali. Kemijska reakcija između natrija (Na) i klora (Cl) koja rezultira kuhinjskom soli je primjer takve reakcije.
Ionizacija je popularna riječ koja se često koristi u maloprodajnom marketingu proizvoda. Ionizatori zraka (ponekad napisani kao “ionizatori”) koriste električnu energiju za punjenje i, nadamo se, čišćenje zraka. Ionizatori vode pune čestice vode i često tvrde da pijenje takvih tekućina ima zdravstvene prednosti. Ionske četke za kućne ljubimce tvrde da uklanjaju miris i perut kućnih ljubimaca ionizirajući zrak između pojedinačnih dlaka životinja. Ionizatori bazena koriste ione metala i malu električnu struju u pokušaju da ubiju bakterije. Potrošači bi trebali istražiti sve proizvode ionizatora prije kupnje ili upotrebe.