Kun atomit, jotka yleensä ymmärretään pienimmäksi aineyksiköksi, kokoontuvat kahden tai useamman ryhmän ryhmiksi, niistä tulee molekyylejä. Molekyyli voidaan muuttaa energialla esimerkiksi auringosta tai veden liikkeestä. Tämä energia voi olennaisesti työntää negatiivisesti varautuneen elektronihiukkasen ulos molekyylistä jättäen siihen enemmän positiivisia protoneja kuin elektroneja. Ylimääräinen protoni muuttaa sen ioniksi positiivisella varauksella. Elektroni, joka työnnettiin ulos, voi kiinnittyä toiseen molekyyliin, jolloin sille muodostuu suurempi määrä elektroneja kuin protoneja, ja muuttaa sen negatiiviseksi ioniksi.
Ero ionin ja molekyylin välillä on varauksen tyyppi. Atomit ja molekyylit ovat neutraaleja, ja niissä on tasapaino positiivisia protoneja ja negatiivisia elektroneja. Kun tasapaino muuttuu, molekyyleistä tulee joko positiivisia tai negatiivisia riippuen siitä, onko muutoksen jälkeen enemmän protoneja tai elektroneja. Ionit eivät muodostu itsestään, vaan ne syntyvät jonkinlaisen energian vaikutuksesta molekyyliin.
Yksi tärkeimmistä ioneja tuottavan energian lähteistä on auringon radioaktiivisuus. Sähkö, kitka, avotuli tai muu lämmönlähde luovat kaikenlaista energiaa, joka voi tuottaa ioneja. Negatiivisia ioneja tuotetaan yleensä suuria määriä tilanteissa, joissa vesi haihtuu, joten sateen jälkeinen ilma on tyypillisesti runsaasti näitä ioneja. Myrskyä edeltävä ilma kuitenkin sisältää usein paljon enemmän positiivisia ioneja kuin normaalisti, koska paine laskee ja se vaikuttaa happimolekyyleihin.
Negatiivinen ioniterapia on suosittu vaihtoehtoinen hoito nykyään, koska jotkin todisteet viittaavat siihen, että negatiivisilla varauksilla täytettyjen ionien ilmapiiri on parempi terveydelle ja hyvinvoinnille. Positiivisia ioneja tuottavat esimerkiksi elektroniset laitteet ja radiotaajuutta käyttävät laitteet, mukaan lukien matkapuhelimet ja televisiot. Luonnossa esiintyvät tuulet voivat vetää elektroneja molekyyleistä muodostaen positiivisia ioneja. Sama ilmiö voi ilmetä kodin lämmitys- tai jäähdytysjärjestelmän läpi työnnetyssä ilmassa.
Vuosien tutkimukset viittaavat siihen, että ilman positiivinen ionisaatio voi lisätä ahdistusta ja aiheuttaa muita kielteisiä vaikutuksia. Toisaalta ilman negatiivisella ionisaatiolla uskotaan olevan päinvastainen vaikutus. Sisätiloissa, kaupunkialueilla, joilla on vähän kasvillisuutta ja paljon liikenteen saastumista-ja missä tahansa lämmitys- tai ilmastointilaite on käynnissä-on yleensä vähän tai ei lainkaan negatiivisesti varautuneita ioneja. Näissä paikoissa on tyypillisesti suuria positiivisten ionien pitoisuuksia.
Luonto tuottaa suuria määriä negatiivisesti varautuneita ioneja, suurelta osin haihduttamalla vettä ja auringonvaloa. Mitä nopeammin vesi liikkuu ja mitä enemmän sitä osuu ilmaan, sitä suurempi on yleensä negatiivisten ionien pitoisuus. Esimerkiksi negatiivisesti varautuneiden ionien määrä vesiputousten lähellä on erittäin suuri, ja vesistöjen lähellä olevat alueet, kuten joet ja valtameret, ovat myös runsaasti niitä.
Negatiivisesti varautuneet ionit voivat auttaa ihmisiä tuntemaan olonsa helpommaksi ja edistämään hyvää terveyttä, mikä selittää muun muassa negatiivisten ionigeneraattoreiden ja muiden laitteiden suosion. Samoin joidenkin ihmisten hyvinvoinnin tunne sademyrskyn jälkeen uskotaan johtuvan negatiivisesti varautuneiden ionien suuresta pitoisuudesta ilmassa, kun vesi olennot haihtuvat. Lisäksi negatiivisesti varautunut ioni, joka on hengitetty muiden happimolekyylien kanssa, voi auttaa happea imeytymään kehoon helpommin ja puolestaan luoda hyvänolon tunteen, vaikka monet asiantuntijat ovat eri mieltä siitä, onko todellista hyötyä.
Jopa niiden keskuudessa, jotka uskovat, että ilman negatiivinen ionisaatio voi olla terveellistä, ollaan yleisesti samaa mieltä siitä, että kaikki eivät hyöty. Vain jotkut ihmiset näyttävät olevan herkkiä hyödyllisille vaikutuksille. Ionigeneraattorin ostavan on myös tärkeää varmistaa, että laite ei tuota suuria määriä otsonia, varsinkin jos hän kärsii astmasta tai muista hengitysvaikeuksista.