Ionizacija je proces u kojem atomi i molekule postaju električni nabijeni, tvoreći ione. Atom može dobiti jedan ili više elektrona da bi formirao negativni ion ili izgubiti elektrone da bi formirao pozitivan ion. Ionizacija zraka odnosi se na ionizaciju molekula zraka. To se može dogoditi kao rezultat različitih prirodnih procesa ili se može koristiti uređaj za ioniziranje zraka kako bi se donijele zdravstvene dobrobiti, bilo izravno ili kroz pročišćavanje zraka uklanjanjem alergena, patogena i zagađivača u zraku. Općenito se slaže da su negativni ioni učinkovitiji od pozitivnih iona u ove svrhe.
Ionizatori zraka općenito rade primjenom električne struje visokog napona na metalni zubac ili iglu. Električna struja se sastoji od protoka negativno nabijenih elektrona. Kako se elektroni približavaju kraju igle, elektrostatičko odbijanje između njih uzrokuje da se odvoje od metalne površine i vežu se za molekule dušika i kisika u zraku i čestice u zraku, tvoreći negativne ione.
Iako su tvrdnje o izravnim zdravstvenim prednostima negativnih iona, kao što je olakšanje od sezonskog afektivnog poremećaja (SAD) i depresije, predmet istraživanja i rasprave, postoje dobri dokazi iz brojnih studija da ionizacija, osobito s negativnim ionima, može pročistiti zrak uklanjanjem malih suspendiranih čestica koje bi mogle sadržavati štetne bakterije ili alergene. Čini se da kada te čestice postanu ionizirane, imaju tendenciju taloženja na uzemljene površine, kao što su zidovi i podovi, ostavljajući pročišćivač zraka. Ionizacija zraka uspješno se koristi u prašnjavoj atmosferi na farmama peradi, na primjer, za uklanjanje štetnih bakterija iz zraka i smanjenje učestalosti bolesti.
Još jedna korisna primjena ionizatora zraka je u sprječavanju elektrostatičkog pražnjenja. Na primjer, električni naboj može se nakupiti na osjetljivim elektroničkim dijelovima tijekom rukovanja ili sastavljanja, što rezultira iskrama koje uzrokuju oštećenja. Ionizator zraka može pomoći neutralizirati naboje prije pražnjenja.
Učinci ionizatora zraka možda neće uvijek biti korisni. Ionizacija dušika i kisika može rezultirati stvaranjem malih količina ozona i dušikovih oksida. To su iritanti pluća i klasificirani su kao zagađivači. Postoji zabrinutost da bi neki ionizatori zraka mogli stvoriti štetne razine tih plinova.
Ionizacija zraka također se može odvijati prirodnim putem, primjerice tijekom grmljavine i djelovanjem sunčeve svjetlosti. Stijena koja je podvrgnuta pritisku može generirati električne struje koje se mogu manifestirati kao ionizacija zraka oko površinskih stijena. Sugerirano je da se potresi mogu predvidjeti detekcijom ionizacijskih učinaka u zonama potresa.