空气中负离子主要是通过电、化学和物理等三方面的作用，即通过电性中和作用、化学反应和物理吸附等而实现净化空气的目的 。
① 电性中和作用
空气中漂浮的微量有害气体的存在状态和形式是复杂而多样的，有的以气体游离分子状态存在，有的被空气中漂浮的正电荷吸附所包围形成正离子，有的微量气体在空气中发生非均相异质凝结过程即气体分子在已经存在的粒子表面上沉积、凝聚形成气体溶胶体系。当它们与空气中的负离子相遇时，由于它是负离子中最稳定的一种带电粒子，它本身具有静电，所以具有吸附和电性中和作用。因而，漂浮于空气中的一部分游离的微量气体被负离子吸附后由于自重而降落到地面上。另一部分带正电的污染气体与负离子相遇时发生电性中和，形成无电性的中性分子而降落到地面上，从而达到消除有害气体、净化空气的目的。
② 化学反应
事实上，在发生上述电性中和的同时，还在进行着多种复杂的化学反应。负离子真正起作用的是羟基自由基(H3O2-)，羟基自由基实际上是以H2O OH-的形式存在的，通过化学反应将那些有毒有害的物质去除。
大气化学转换过程中的关键成分是羟基自由基(H3O2-)，由羟基自由基引发的一系列化学反应使许多还原性气体和挥发性有机化合物得以去除。
③ 物理吸附作用
应用于内墙涂料中的能够产生负离子的助剂是一种纳米基细度的材料，具有微孔结构和巨大的表面积，具有强烈的吸附性能。在与空气接触时，能够将周围环境中的有害气体吸附到材料表面并固定到材料表面的孔隙中，然后加以中和和化学反应，从而达到净化的效果。
