Kiedy atomy, które są ogólnie rozumiane jako najmniejsza jednostka materii, skupiają się w grupach po dwie lub więcej, stają się cząsteczkami. Cząsteczka może zostać zmieniona przez energię pochodzącą z takich rzeczy jak słońce lub ruch wody. Ta energia może zasadniczo wypchnąć ujemnie naładowaną cząstkę elektronową z cząsteczki, pozostawiając jej więcej dodatnich protonów niż elektronów. Dodatkowy proton zamienia go w jon o ładunku dodatnim. Wypchnięty elektron może przyczepić się do innej cząsteczki, dając jej większą liczbę elektronów niż protonów i zamieniając ją w jon ujemny.
Różnica między jonem a cząsteczką to rodzaj ładunku. Atomy i molekuły są neutralne i mają równowagę między dodatnimi protonami i ujemnymi elektronami. Kiedy ta równowaga się zmienia, cząsteczki stają się dodatnie lub ujemne, w zależności od tego, czy po zmianie jest więcej protonów czy elektronów. Jony nie tworzą się same, ale powstają w wyniku działania pewnego rodzaju energii na cząsteczkę.
Jednym z głównych źródeł energii, która tworzy jony, jest radioaktywność Słońca. Elektryczność, tarcie, otwarty płomień lub inne źródło ciepła tworzą rodzaj energii, która może wytwarzać jony. Jony ujemne są zazwyczaj wytwarzane w dużych ilościach w sytuacjach, gdy woda wyparowuje, więc powietrze po burzy jest zazwyczaj bogate w te jony. Jednak powietrze przed burzą często zawiera znacznie więcej jonów dodatnich niż normalnie, dzięki spadającemu ciśnieniu i jego wpływowi na cząsteczki tlenu.
Terapia jonami ujemnymi jest obecnie popularną terapią alternatywną, ponieważ niektóre dowody sugerują, że atmosfera wypełniona jonami o ładunku ujemnym jest lepsza dla zdrowia i dobrego samopoczucia. Jony dodatnie są wytwarzane przez takie rzeczy, jak urządzenia elektroniczne i wykorzystujące częstotliwość radiową, w tym telefony komórkowe i telewizory. Naturalnie występujące wiatry mogą wyciągać elektrony z cząsteczek, tworząc jony dodatnie. To samo zjawisko może wystąpić w powietrzu przepychanym przez system ogrzewania lub chłodzenia w domu.
Badania przeprowadzone przez lata sugerują, że pozytywna jonizacja powietrza może zwiększać uczucie niepokoju i mieć inne negatywne skutki. Z drugiej strony uważa się, że ujemna jonizacja powietrza ma odwrotny skutek. Pomieszczenia wewnętrzne, w obszarach miejskich, gdzie jest mało roślinności i dużo zanieczyszczeń pochodzących z ruchu ulicznego – i wszędzie tam, gdzie działa ogrzewanie lub klimatyzacja – zazwyczaj mają niski poziom ujemnie naładowanych jonów lub w ogóle ich nie ma. Miejsca te mają zazwyczaj wysokie stężenia jonów dodatnich.
Natura wytwarza ujemnie naładowane jony w dużych ilościach, głównie z parowania wody i światła słonecznego. Im szybciej woda się porusza i im więcej jej uderza w powietrze, tym zwykle będzie wyższe stężenie jonów ujemnych. Na przykład ilość ujemnie naładowanych jonów w pobliżu wodospadów jest bardzo wysoka, a obszary w pobliżu zbiorników wodnych, takich jak rzeki i oceany, również są w nie bogate.
Jony naładowane ujemnie mogą pomóc ludziom czuć się swobodniej i promować dobre zdrowie, co wyjaśnia popularność takich rzeczy, jak generatory jonów ujemnych i inne gadżety. Podobnie, dobre samopoczucie wielu ludzi po burzy jest uważane przez niektórych za spowodowane wysokim stężeniem ujemnie naładowanych jonów w powietrzu, gdy istoty wodne wyparowują. Dodatkowo ujemnie naładowany jon wdychany z innymi cząsteczkami tlenu może pomóc w łatwiejszym wchłanianiu tlenu do organizmu, a co za tym idzie, stworzyć poczucie dobrego samopoczucia, chociaż wielu ekspertów nie zgadza się, czy istnieje jakakolwiek prawdziwa korzyść.
Nawet wśród tych, którzy wierzą, że ujemna jonizacja powietrza może być zdrowa, panuje powszechna zgoda, że nie wszyscy na tym skorzystają. Tylko niektóre osoby wydają się być wrażliwe na dobroczynne działanie. Dla kogoś, kto kupuje generator jonów, ważne jest również, aby upewnić się, że urządzenie nie wytwarza dużych ilości ozonu, zwłaszcza jeśli cierpi na astmę lub inne problemy z oddychaniem.