Kada se atomi, koji se općenito smatraju najmanjom jedinicom materije, skupe u skupine od dvije ili više, postaju molekule. Molekula se može promijeniti energijom iz stvari kao što su sunce ili kretanje vode. Ova energija u biti može potisnuti negativno nabijenu elektronsku česticu iz molekule, ostavljajući joj više pozitivnih protona nego elektrona. Dodatni proton pretvara ga u ion s pozitivnim nabojem. Elektron koji je istisnut može se vezati za drugu molekulu, dajući joj veći broj elektrona nego protona, i pretvarajući ga u negativni ion.
Razlika između iona i molekule je vrsta naboja. Atomi i molekule su neutralni, imaju ravnotežu pozitivnih protona i negativnih elektrona. Kada se ta ravnoteža pomakne, molekule postaju ili pozitivne ili negativne, ovisno o tome ima li više protona ili elektrona nakon promjene. Ioni se ne formiraju sami, već nastaju djelovanjem neke vrste energije na molekulu.
Jedan od glavnih izvora energije koji stvara ione je sunčeva radioaktivnost. Struja, trenje, otvoreni plamen ili drugi izvor topline stvaraju vrstu energije koja može proizvesti ione. Negativni ioni se općenito proizvode u velikom broju u situacijama kada voda isparava, tako da će zrak nakon kišne oluje obično biti bogat tim ionima. Međutim, zrak prije oluje često će sadržavati mnogo više pozitivnih iona nego inače, zahvaljujući opadajućem tlaku i njegovom učinku na molekule kisika.
Terapija negativnim ionima danas je popularan alternativni tretman jer neki dokazi sugeriraju da je atmosfera ispunjena ionima s negativnim nabojem bolja za zdravlje i dobrobit. Pozitivne ione proizvode takve stvari kao što su elektronički uređaji i oni koji koriste radio frekvenciju, uključujući mobitele i televizore. Prirodni vjetrovi mogu povući elektrone iz molekula, stvarajući pozitivne ione. Isti se fenomen može dogoditi u zraku koji se gura kroz sustav grijanja ili hlađenja u domu.
Studije tijekom godina sugeriraju da pozitivna ionizacija zraka može povećati osjećaj tjeskobe i imati druge negativne učinke. S druge strane, vjeruje se da negativna ionizacija zraka ima suprotan učinak. Unutarnji prostori, u gradskim područjima gdje je malo vegetacije i puno onečišćenja od prometa – i gdje god radi grijanje ili klima – općenito imaju niske ili nepostojeće razine negativno nabijenih iona. Umjesto toga, ova mjesta obično imaju visoke koncentracije pozitivnih iona.
Priroda proizvodi negativno nabijene ione u velikim količinama, uglavnom iz isparavanja vode i sunčeve svjetlosti. Što se voda brže kreće i što je više udari u zrak, to će obično biti veća koncentracija negativnih iona. Količina negativno nabijenih iona u blizini vodopada, na primjer, izuzetno je velika, a područja u blizini vodenih tijela poput rijeka i oceana također su bogata njima.
Negativno nabijeni ioni mogu pomoći ljudima da se osjećaju ugodnije i promiču dobro zdravlje, što objašnjava popularnost stvari kao što su generatori negativnih iona i drugi uređaji. Isto tako, neki vjeruju da je osjećaj dobrobiti koji mnogi ljudi osjećaju nakon kišne oluje uzrokovan visokom koncentracijom negativno nabijenih iona u zraku dok vodena bića isparavaju. Osim toga, negativno nabijeni ion koji se udiše s drugim molekulama kisika može pomoći kisiku da se lakše apsorbira u tijelo i, zauzvrat, stvoriti osjećaj dobrobiti, iako se mnogi stručnjaci ne slažu oko toga postoji li ikakva istinska korist.
Čak i među onima koji vjeruju da negativna ionizacija zraka može biti zdrava, postoji opća suglasnost da neće svi imati koristi. Čini se da su samo neki ljudi osjetljivi na blagotvorne učinke. Također je važno da netko tko kupi ionski generator bude siguran da uređaj ne proizvodi ozon u velikim količinama, osobito ako pati od astme ili drugih problema s disanjem.