原理 其原理是:

"永久电极"在其周围形成电场，由于正负电荷无对称中心，既具有偶极矩，且偶极矩沿同方向排列，使晶体处于高度极化状态。这种极化状态在外部电场"0"时也存在，故又叫做"自发极化"，致使晶体正负极积累有电荷。电场的强弱或电荷的多少，取决于偶极矩的离子间距离与键角大小，每一种晶体有其固有的偶极矩。一般情况下，永久电极分别吸引了周围的异号电荷，在其表面形成了一个表面电荷层，将固有的电极电荷大部分屏蔽了，所以没经激活强化的晶体，静止态负离子发生能力很低(一般50-100个/cm3)，当外界有微小作用时(温度变化或压力变化)离子间距和键角发生变化，极化强度增大，使表面电荷层的电荷被释放出来，其电极电荷量加大，电场强度增强，呈现明显的带电状态或在闭合同路中形成微电流。

清华大学博导、中科院专家林金明教授所著的《环境健康与负氧离子》一书中如下定义:

空气的正、负离子，按其迁移率大小可分为大、中、小离子。对人体有益的是小离子，也称为轻离子，其具有良好的生物活性。只有小离子或小离子团才能进入生物体。

空气的正、负离子，按其迁移率大小可分为大、中、小离子。离子迁移率大于0.4c㎡/(V`s)为小离子，小于0.04/(V`s)为大离子，介于两者之间则为中离子。接近分子大小的荷电原子团或分子团，都属于小的空气离子。这些小的空气离子具有高的运动速度，在大气中互相碰撞，又不断聚集，形成大离子或中离子。只有小离子、或称之为小离子团才能进入生物体。而其中的小负氧离子、或称之为小负氧离子团，则有良好的生物活性。

离子在单位强度(V/m)电场作用下的移动速度称之为离子迁移率，它是分辨被测离子直径大小的一个重要参数。空气离子直径越小，其迁移速度就越快。离子迁移率是表达被测离子大小的重要参数。离子运动速度与离子直径成反比，而离子迁移率与离子运动速度成正比，故离子迁移率与离子直径成负比。

生态级负离子是一种等同于大自然的空气负离子，也叫轻离子或小离子 ，具有活性高、迁移距离远的特点。

空气负离子按其迁移距离和粒径大小分为：大、中、小三种离子。对人有益的是小离子，也称为轻离子，其具有良好的生物活性只有小离子或称之为小离子团才能进入生物体，

医学研究表明：对人体有医疗保健作用的是生态负离子。因为只有生态负离子才易于透过人体的血脑屏障，发挥其生物效应。大自然中的空气负离子之所以造就众多长寿村，是因为生态负离子比例高，生态负离子由于活性高、迁移距离远从而在长寿地区上空形成负离子浴环境。

当空气中的水分子进入负离子素电场空间内(一般为半径10-15微米球形)立即被永久是极电离。发生H2O OH-+H+，由于H移动速度很快(H+的移动速度是OH-的1.8倍)，迅速移向永久电极的负极，吸收一个电子，变为H2逸散到空气中，2H-+2e H2 ;而OH-则与另外水分子形成H3O2-负离子。H3O2-分子模型如图:

这种变化只要空气湿度不为零就会不间断地进行着，形成负离子(H3O2-)永久发射功能，而不会产生有害物质引发其他副作用。实践证明:负离子素置于密封玻璃罐内，随时间变化，罐内氢气(H2)分压增加。

一般室内由于通风不畅、腐败仪器等原因导致臭气、异味很多，而且大多对身体有危害，有些甚至是致癌物质，