大气离子主要由大气和地球内的放射性物质以及宇宙线的作用而产生。陆地上最低层大气的电离，主要取决于地壳中放射性物质的作用，以大约每立方厘米、每秒产生8对离子的速率电离，即离化率为8/(厘米·秒)。随着高度增加，宇宙线的作用越来越大。在海洋上，宇宙线起主要作用。离化率最初随高度而增加，就中纬度地区而言，在12公里高度上达到45/（厘米·秒）的极大值，继续往上，随着大气密度的减小，离化率也大大降低。
大气中的离子由干放电复合等过程而减少的同时又在不断生成镭的衰变，放射性辐射，光电效应，太阳的紫外辐射和微粒辐射、宇宙线的作用，雷电，摩擦起电，有机物腐败和多种化学反应，等等，都在不断产生着大量的空气离子大气中的离子密度就是在这种不断生成和消失的过程中保持动态的平衡。
