大气离子主要分小（轻）离子和大（重）离子两种：通常的小离子为几个中性分子聚集在一个离子周围而成的粒子，其半径约为10-8～10-5厘米，大约具有1.5厘米/（伏·秒）的离子迁移率（离子在单位电场强度作用下的平均运动速度）；小离子附着到大得多的中性气溶胶粒子上就形成大离子，它的迁移率只有(10～10)厘米/(伏·秒)。这些离子的存在，使低层大气具有微弱的导电性，不过，这种导电性主要取决于小离子。
失去电子的分子(团)或原子显示正电性叫正离子，获得多余电子的分子(团)或原子显示负电性叫负离子。
空气负离子又称负氧离子，是指获得1个或1个以上的电子带负电荷的氧气离子。空气主要成分是氮、氧、二氧化碳和水蒸气。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，但氧含量是二氧化碳含量的700倍，因此，空气中生成的负离子绝大多数是空气负氧离子。它是空气中的氧分子结合了自由电子而形成的。
自然界的放电(闪电)现象、光电效应、喷泉、瀑布等都能使周围空气电离，形成负氧离子。负离子具有极佳的净化除尘，减少二手烟危害、改善预防呼吸道疾病、改善睡眠、抗氧化、防衰老、清除体内自由基、降低血液粘稠度的效果，在医学界享有“维他氧”“空气维生素”“长寿素”“空气维他命”等美称
大气离子分轻、中、重型三类，经过各种检测和分析，本世纪50年代以后，一般认为轻型负离子是一价的氧气分子离子，轻型正离子是一价的二氧化碳分子离子。中、重型离子则是分子离子的集结或吸附了轻离子的固体、液 体微粒。它们的质量比轻离子大得多，因而活动性差。
通常所说的大气离子密度往往即指轻离子密度，新鲜空气中的正、负离子密度均在每立方厘米数百至数千个。正、负离子密度的比值称为单极性系数，一般稍大于1。
