Ο ιονισμός είναι η διαδικασία κατά την οποία τα άτομα και τα μόρια φορτίζονται ηλεκτρικά, σχηματίζοντας ιόντα. Ένα άτομο μπορεί να αποκτήσει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια για να σχηματίσει ένα αρνητικό ιόν ή να χάσει ηλεκτρόνια για να σχηματίσει ένα θετικό ιόν. Ο ιονισμός του αέρα αναφέρεται στον ιονισμό των μορίων του αέρα. Αυτό μπορεί να συμβεί ως αποτέλεσμα διαφόρων φυσικών διεργασιών ή μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια συσκευή για τον ιονισμό του αέρα προκειμένου να αποφέρει οφέλη για την υγεία είτε άμεσα είτε μέσω του καθαρισμού του αέρα με την απομάκρυνση των αερομεταφερόμενων αλλεργιογόνων, παθογόνων και ρύπων. Είναι γενικά αποδεκτό ότι τα αρνητικά ιόντα είναι πιο αποτελεσματικά από τα θετικά για αυτούς τους σκοπούς.
Οι ιονιστές αέρα γενικά λειτουργούν εφαρμόζοντας ηλεκτρικό ρεύμα υψηλής τάσης σε μεταλλικό δόντιο ή βελόνα. Ένα ηλεκτρικό ρεύμα αποτελείται από μια ροή αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων. Καθώς τα ηλεκτρόνια πλησιάζουν στο άκρο της βελόνας, η ηλεκτροστατική απώθηση μεταξύ τους τα αναγκάζει να αποκολληθούν από την επιφάνεια του μετάλλου και να προσκολληθούν σε μόρια αζώτου και οξυγόνου στον αέρα και σε αιωρούμενα σωματίδια, σχηματίζοντας αρνητικά ιόντα.
Αν και τα ισχυριζόμενα άμεσα οφέλη για την υγεία των αρνητικών ιόντων, όπως η ανακούφιση από την εποχιακή συναισθηματική διαταραχή (SAD) και η κατάθλιψη, αποτελούν αντικείμενο έρευνας και συζήτησης, υπάρχουν καλά στοιχεία από μια σειρά μελετών ότι ο ιονισμός, ιδιαίτερα με αρνητικά ιόντα, μπορεί να καθαρίσει τον αέρα αφαιρώντας μικρά αιωρούμενα σωματίδια που μπορεί να φιλοξενούν επιβλαβή βακτήρια ή αλλεργιογόνα. Φαίνεται ότι όταν αυτά τα σωματίδια ιονίζονται, τείνουν να κατακάθονται σε γειωμένες επιφάνειες, όπως τοίχους και δάπεδα, αφήνοντας τον αέρα καθαρότερο. Ο ιονισμός αέρα έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στη σκονισμένη ατμόσφαιρα των πτηνοτροφείων, για παράδειγμα, για την απομάκρυνση των επιβλαβών βακτηρίων από τον αέρα και τη μείωση της συχνότητας εμφάνισης ασθενειών.
Μια άλλη χρήσιμη εφαρμογή για ιονιστές αέρα είναι η πρόληψη της ηλεκτροστατικής εκφόρτισης. Για παράδειγμα, ένα ηλεκτρικό φορτίο μπορεί να συσσωρευτεί σε ευαίσθητα ηλεκτρονικά μέρη κατά τον χειρισμό ή τη συναρμολόγηση, με αποτέλεσμα σπινθήρες που προκαλούν ζημιά. Ένας ιονιστής αέρα μπορεί να βοηθήσει στην εξουδετέρωση των φορτίων πριν πραγματοποιηθεί η εκφόρτιση.
Τα αποτελέσματα των ιονιστών αέρα μπορεί να μην είναι πάντα ευεργετικά. Ο ιονισμός του αζώτου και του οξυγόνου μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό μικρών ποσοτήτων όζοντος και οξειδίων του αζώτου. Αυτά είναι ερεθιστικά των πνευμόνων και ταξινομούνται ως ρύποι. Υπάρχει ανησυχία ότι ορισμένοι ιονιστές αέρα θα μπορούσαν να δημιουργήσουν επιβλαβή επίπεδα αυτών των αερίων.
Ο ιονισμός του αέρα μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί φυσικά, όπως κατά τη διάρκεια καταιγίδων και με τη δράση του ηλιακού φωτός. Ο βράχος που υπόκειται σε πίεση μπορεί να δημιουργήσει ηλεκτρικά ρεύματα που μπορεί να εκδηλωθούν ως ιονισμός αέρα γύρω από τα επιφανειακά πετρώματα. Έχει προταθεί ότι οι σεισμοί θα μπορούσαν να προβλεφθούν με την ανίχνευση των φαινομένων ιονισμού σε ζώνες σεισμού.