空气中的气体分子或原子在某些外界因素的强烈作用下，其外层电子逸出，从而形成了带正电的阳离子即空气正离子，一部分逸出的电子与中性分子结合成阴离子即空气负离子，故大气中空气离子实际是带正电或带负电的大气分子所组成。

    实验研究和临床观察均表明，空气离子对机体有多方面的生物学效应。一般认为，当空气离子浓度在一定范围时，正离子主要作用于交感神经，负离子则作用于副感神经。适量的正、负离子联合作用于机体，对维持机体正常生理功能起良好作用。如空气离子浓度在(2～30)×10⁴个／cm³时，负离子对健康呈良好作用，如对机体具有镇静、催眠、止痒、止汗、利尿、降低血压、增进食欲，使注意力集中，提高工作效率等。正离子则有不良作用，但是空气离子浓度如果超过一定浓度时，则不论正、负离子均可对健康产生不良影响。空气离子对健康良好作用可归纳如下几方面。

    (1)神经系统  空气离子可提高脑啡肽水平，增强其作用功能，从而调节中枢神经的兴奋一抑制过程，起镇静作用并可消除疲劳。

    (2)心血管和血液系统  负离子可使心率减慢，使高血压患者的血压趋于正常，对接触噪声作业工人有预防血压升高作用。

    (3)呼吸系统  负离子可使动物上呼吸道纤毛运动增强，使腺体分泌增加，提高平滑肌张力，改善肺通气功能，降低呼吸道对创伤的易感。

    (4)内分泌系统  空气离子具有类激素作用，如负离子作用与盐皮质激素相似，可以减少尿中17-酮固醛的排泄。长期在负离子空气环境中饲养的动物其肾上腺重量增加。

    (5)免疫系统  空气负离子能提高机体细胞免疫和体液免疫功能，临床上经负离子治疗的呼吸疾病患者免疫球蛋白A和免疫球蛋白M和补体增加，负离子可促进创伤动物上皮增生、伤口愈合。

    (6)其他空气离子可抑制细菌、病毒生长比如葡萄球菌、霍乱弧菌、沙门氏菌等。负离子能降低感染流感病毒的小鼠死亡率。

    基于上述原因，临床上用空气离子疗法作为一种辅助治疗。现有研究显示：空气离子疗法可使疾病好转或症状减轻，但其作用为非特异性，疗效也存在个体差异。此外，空气负离子能与空气中有机物起氧化作用而清除其产生的异味，因而具有清洁空气的作用。将负离子发生器应用在生活或某些生产环境中，有利于改善微小环境中的空气状况。空气离子化还可为居民区创造良好的生活环境，环境空气中负离子浓度增加，有利于改善环境空气质量，增强人体对气候的适应能力。一般在海滨、森林、瀑布附近、喷泉附近和风景区等自然环境中，空气中负离子含量较多。