Monimutkainen ioni on pieni ainepartikkeli, jota kutsutaan molekyyliksi ja joka kantaa joko positiivista tai negatiivista varausta. Monimutkaiset ionit koostuvat atomiryhmästä, joka on sitoutunut yhteen suurempana hiukkasena. Ionit määritellään yksinkertaisesti molekyyleiksi, joissa on joko positiivinen tai negatiivinen varaus, mikä tarkoittaa, että protoneja on enemmän kuin elektroneja tai päinvastoin. Monimutkaiset ionit on tehtävä useammasta kuin yhdestä atomityypistä ja ne voidaan jakaa kahteen tai useampaan pienempään ioniin. Kaikki monimutkaiset ionit sisältävät vähintään yhden metallin tai positiivisesti varautuneen atomin, joka on sitoutunut yhteen tai useampaan negatiivisesti varautuneeseen ioniin.
Hieman taustaa atomien rakenteesta auttaa ionien ymmärtämisessä. Atomi on pienin mahdollinen puhtaan alkuaineen yksikkö. Esimerkiksi jos pala puhdasta kultaa hajotetaan uudestaan ja uudestaan, kunnes saavutetaan pienin mikroskooppinen täplä, tuloksena on yksi kulta -atomi. Tämä atomi koostuisi 79 positiivisesta protonista, jotka on ryhmitelty keskimmäiseen ytimeen ja jota ympäröi 79 negatiivisen elektronin pilvi. Jos kulta -atomi luopuu yhdestä negatiivisesta elektronistaan, siihen jää positiivinen varaus ja sitä pidetään sitten ionina.
Kemiassa metalli on alkuaine tai atomityyppi, jolla on positiivinen varaus. Jaksotaulukkoa tarkasteltaessa vasemmalla ja keskellä olevat elementit ovat metalleja, paitsi vety. Monimutkaisia ioneja syntyy, kun elektroni yhdestä näistä metalleista sitoutuu toiseen atomiin tai molekyyliin.
Kompleksisten ionien yleinen rakenne on metallin keskellä oleva atomi, jota ympäröivät ja sitoutuvat muut ionit. Yhdessä metalli ja ympäröivät ionit muodostavat yhden suuremman kappaleen, jota kutsutaan molekyyliksi. Molekyylin kokonaisvaraus on joko positiivinen tai negatiivinen, mutta ei neutraali.
Yksi yleinen kompleksi -ioni on sulfaatti -ioni. Tämä ioni koostuu yhdestä rikkiatomista, jota ympäröivät neljä happiatomia. Rikkiatomi ei toimi metallina, ei siksi, että se olisi kiiltävää, vahvaa ja taipuisaa kuin jokapäiväiset metallit, vaan koska rikki luovuttaa elektroneja ympäröiville happiatomeille jättäen sille positiivisen varauksen. Sulfaatti -ionilla on negatiivinen kaksi varausta, koska sillä on kaksi enemmän elektronia kuin protoneja, ja varauksen saaminen on ionin määritelmä.