Ο ιονισμένος αέρας είναι ο αέρας στον οποίο η περιεκτικότητα σε οξυγόνο έχει ηλεκτρικό φορτίο όπου είτε έχει αρνητικό φορτίο λόγω της παρουσίας ενός ή περισσότερων επιπλέον ηλεκτρονίων ανά μόριο οξυγόνου είτε θετικό φορτίο λόγω της παρουσίας μικρότερου από τον κανονικό αριθμό ηλεκτρονίων ανά μόριο. Τα περισσότερα συστήματα καθαρισμού αέρα που ισχυρίζονται ότι ιονίζουν τον αέρα προσδίδουν αρνητικό φορτίο στα μόρια οξυγόνου. Αυτό επιτρέπει στα μόρια να δρουν ως φυσικοί ελκυστήρες για τα σωματίδια σκόνης και τους ρύπους στον αέρα και χρησιμεύουν ως μια μορφή γενικού καθαριστικού για κλειστά περιβάλλοντα. Ο ιονισμένος αέρας είναι επίσης πιο εμφανής στη φύση μετά από μια βροχή και μια καταιγίδα με κεραυνούς, γεγονός που εξηγεί γιατί ο ουρανός εμφανίζεται συχνά πιο φωτεινός και καθαρότερος μετά την παρέλευση μιας καταιγίδας από ό,τι συνήθως σε μια ξηρή, ηλιόλουστη μέρα.
Η ιδέα πίσω από τη χρήση ιονισμού για τον καθαρισμό του αέρα πιστώνεται γενικά στον Alexander Chizhevsky, έναν Ρώσο επιστήμονα του 20ου αιώνα που ίδρυσε ένα πεδίο μελέτης γνωστό ως αεριονισμός για να ερευνήσει τις επιπτώσεις του ιονισμένου αέρα στα ζωντανά όντα. Στις αρχές των είκοσι του, εφηύρε την πρώτη έκδοση ενός συστήματος ιονισμού αέρα γνωστού ως Chandelier Chizhevsky. Ο Πολυέλαιος κατασκευάστηκε αρχικά το 1918 και ήταν μια συσκευή που μετέτρεπε τον στατικό ηλεκτρισμό που υπήρχε στον αέρα σε χρησιμοποιήσιμο ηλεκτρισμό στην περιοχή γύρω στα 40 βολτ. Γνωστή και ως γεννήτρια ES-DC Chizhevsky ή γεννήτρια ηλεκτροστατικού συνεχούς ρεύματος, ήταν ικανή να παράγει υψηλότερα επίπεδα ισχύος και, στη διαδικασία, ιονίζει επίσης τον αέρα γύρω της.
Υπάρχει κάποια διαμάχη σχετικά με την ασφάλεια και την αξία των συστημάτων ιονισμένου αέρα, επειδή, κατά τη διαδικασία φόρτισης των μορίων οξυγόνου, παράγονται επίσης μικρά επίπεδα όζοντος. Η παρουσία του όζοντος στον αέρα, το οποίο είναι ένα μόριο οξυγόνου με τριπλούς δεσμούς του Ο3, μπορεί να είναι επικίνδυνη καθώς είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας. Το όζον είναι γνωστό ότι σκοτώνει βακτήρια και μικρόβια στον αέρα, αλλά, στα ίδια επίπεδα, θεωρείται τοξικό αέριο για την ανθρώπινη έκθεση. Οι ημερήσιοι μέσοι όροι πάνω από 0.1 μέρη ανά εκατομμύριο (ppm) ή 0.2 mg/m3 είναι γνωστό ότι είναι επιβλαβείς για το ανθρώπινο αναπνευστικό σύστημα και τα συστήματα αίσθησης όσφρησης του σώματος.
Δοκιμές τυπικών συστημάτων καθαρισμού αέρα το 2005 διαπίστωσαν ότι πολλά από αυτά παρήγαγαν συγκεντρώσεις όζοντος από 26 έως 300 μέρη ανά δισεκατομμύριο (ppb) σε έναν όγκο χώρου έως και δύο ίντσες (5.08 εκατοστά) από τα μηχανήματα. Αυτές οι συγκεντρώσεις θα μπορούσαν να είναι επιβλαβείς για άτομα με αδύναμη υγεία που τοποθετούν τέτοιες συσκευές δίπλα στο κρεβάτι ή στο τραπέζι ανάγνωσης και έχουν συνεχή, στενή έκθεση σε αυτές ενώ λειτουργούν. Η Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος (EPA) στις Ηνωμένες Πολιτείες έχει αξιολογήσει τα επίπεδα έκθεσης στο όζον ως επικίνδυνα εάν είναι πάνω από 80 ppb κατά τη διάρκεια οκτώ ωρών.
Ο ιονισμένος αέρας επίσης δεν είναι εγγενώς ικανός να συνδεθεί με όλους τους τύπους μορίων και οι δοκιμές έχουν δείξει ότι τα αερομεταφερόμενα αλλεργιογόνα όπως η γύρη, η σκόνη εσωτερικού χώρου, το τρίχωμα των κατοικίδιων και ο καπνός δεν απομακρύνονται αποτελεσματικά από τέτοιες συσκευές, καθώς ένα αρνητικό ιόν οξυγόνου δεν κυκλοφορεί και προσκολλώνται σε αυτά για διάφορους λόγους. Αυτός είναι ένας σημαντικός περιορισμός των συσκευών, λόγω του γεγονότος ότι συχνά αγοράζονται από άτομα που πάσχουν από άσθμα και αλλεργίες με την ελπίδα ότι μια τέτοια τεχνολογία θα ανακουφίσει τα συμπτώματά τους. Παρά αυτούς τους περιορισμούς, από το 2005 στις ΗΠΑ, τα συστήματα ιονισμένου αέρα αποτελούσαν το 25% όλων των πωλήσεων για τεχνολογία καθαρισμού αέρα που αγόραζαν οι άνθρωποι για τον καθαρισμό του αέρα στα σπίτια τους.