在自然状态下，空气分子是不带电荷的，呈中性；但在宇宙射线、紫外线、微量元素辐射、闪电等外因作用下，使空气发生电离，分子失去部分围绕原子核旋转的最外层电子而成为自由电子，当自由电子与空气中的中性分子结合后，就形成带负电荷的负离子。

负氧离子的产生一般有以下这几种方式：

宇宙射线、紫外线、雷电等自然现象，这一点上文刚刚有提到；再就是瀑布冲击，水在重力的作用下进行激烈撞击，大量水分子裂解而产生负氧离子；还有植物枝叶尖端放电以及绿色植物光合作用形成的光电效应，使空气电离而产生的负氧离子。也就是说瀑布和植物多的地方会存在大量的负氧离子。

现在，随着科技的发展和技术的进步，人们早已经不局限于依靠自然因素获取负氧离子，也可以在室内通过电气设备生成负氧离子，一种方法是利用高压电使空气电离而产生负氧离子，另一种方法是利用天然矿物质，比如电气石，经过加工、通过改变温度和压力可以释放出负氧离子。

空气中的负氧离子与细菌、霉菌、病毒等接触，由于负氧离子本身携带多余电子，会破坏它们的分子蛋白结构，使其产生结构性改变（蛋白质两极性颠倒）或能量转移，从而使细菌病毒等微生物死亡。但是，适量浓度的负离子不但对人体无害，而且还有益于人体健康（这一点下文有详述），所以，“负氧离子杀菌”是比臭氧或紫外线杀菌更为环保的杀菌方式。

负氧离子，作为一种带电粒子，其净化原理就是利用了带电体有吸引轻小物体的性质。这一点在生活中较为常见，比如毛皮摩擦的橡胶棒可以吸附碎小纸屑，或者是，用塑料梳子梳头发会吸附头发等等。

净化空气的作用原理是，空气负氧离子能使空气中肉眼看不见的（粒径小至0.01微米）颗粒以及漂尘、异味分子，通过正、负氧离子间相互吸引、碰撞、中和，而形成中性分子团，下沉落地，达到降尘、除臭、净化的效果。有实验证实，当室内空气中负氧离子的浓度达到每立方厘米20000个时，空气中的微粒飘尘量减少98%以上。这里大家要注意的是，负氧离子对空气中的尘埃粒子只有凝聚降沉作用，并没有将其从根源上进行清除。

负氧离子还能起到一定清除室内装修污染的作用。由于负氧离子具有粒径小、活性高的特性，利用气体的弥漫性可迅速的扩散至房间内的各个角落，主动与空气中的污染物相结合，比如甲醛、甲苯、TVOC等装修污染物等发生反应，将其分解为无毒的二氧化碳和水，在一定程度上能缓解装修污染残留。之所以说是在一定程度上，是因为甲醛等挥发性污染物的释放是一个缓慢的过程，长达多年，伴随着被清除又会不断产生，所以刚装修的房子，务必辅以经常开窗通风，加速甲醛的挥发。

综上可以看出，从理论上来讲，负氧离子确实具有一定的杀菌、净化功效，其杀菌方式更环保，对人体也较为安全；其净化效果也是可圈可点的，达到“分子级”的净化方式，对于TVOC的祛除功效较好，比如将甲醛、苯等分解为二氧化碳和水，安全环保，但是，需要注意的是，负氧离子对于细小颗粒物的“祛除”，只是将其降沉，落在物体表面或地面，并没有完全去除。

既然有“负氧离子”，那当然也就有“正离子”，正如前文所述，原子若是得到电子时就会显负电性，成为“负氧离子”，那相反的，失去电子的原子就显正电性，即成为“正离子”。自然界中既有正离子也有负氧离子，那为什么大家很少听说过正离子的宣传呢？

要解释这个问题，首先要从我们的身体谈起。正常成年人身体大约是由40万亿—60万亿个细胞构成，人体的正常生命体征都依赖于细胞层面的稳定，每个细胞都由细胞膜包裹，透过膜吸收营养，排出废物。细胞膜的内侧存在着许多的负氧离子，外侧则存在着许多正离子，当正、负氧离子取得平衡时，内部的细胞才能正常发挥作用。

一旦细胞内则正离子过多，就会影响营养的吸收和老化细胞和废物的排出，细胞本身的生理功能就会衰退。现代离子医学研究表明，正离子会使生物体产生强氧化性的活性氧，同时也会导致生物体酸性化，所以当进入体内的正离子增多时，容易引发身体不适，导致疲劳，使血管收缩、血压上升、血液循环不顺畅、增加呼吸和脉搏次数等等，产生诸多不良影响。那负氧离子为什么会有保健功效呢，这是因为负氧离子能中和对人体有害的正离子，从而保障生物体的正常生理机能，所以，适当浓度的负氧离子有益于身体健康的。

空气负离子又称负氧离子，这是因为空气主要成分是氮、氧、二氧化碳和水蒸气，其中氮占78%，氧占21%，二氧化碳占0.03%，氮对电子无亲和力，只有氧和二氧化碳对电子有亲和力，但氧含量比二氧化碳含量多得多，因此空气中生成的负离子绝大多数都是负氧离子，也就是说，我们一般所说的“负离子”其实也就是“负氧离子”。负氧离子又被称为“空气维生素”，世界卫生组织规定：空气中负氧离子数达到每立方厘米1000个以上时，就达到了“空气清新”的标准。

这方面大家可能也都有所感受，比如我们在瀑布旁、森林中、郊区田野、雷电雨后等，通常能够感到空气极为新鲜，头脑清新，呼吸顺畅，这是由于空气中含有大量负氧离子的缘故；而长时间处于密闭的空调房、暖气房或者是闹市、工业区以及一些人员密集的场所时，会感觉胸闷、头晕、乏力、呼吸不畅等不良症状，因为这些地方的负氧离子浓度较低。