空气是由氧、氮、水蒸气、二氧化碳等多种气体组成的气体混合物。在宇宙射线、太阳光线、电磁波、岩石和土壤的射线、海浪、瀑布以及各种气象活动所产生的能量作用下，气体分子中某些原子的外层电子会离开轨道，成为自由电子，而游离的自由电子又会与其它中性的分子相结合，使得多余电子的气体分子呈负电极性，被称为“空气负离子”。氧气在空气中所占的比例较大，因此空气电离产生的自由电子大部分被氧气分子“捕获”，形成负氧离子，这就是通常所说的“负离子”。

自然界中小的空气离子，在宇宙外来射线、地球物质的放射性、雷电、风暴、瀑布、海浪的冲击下不断产生。空气的正、负离子，按其迁移率大小可分为大、中、小离子。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。在大气环境中，负氧离子以其自身微小粒子的正或负电荷、高生物活性影响着大气环境的质量，以至整个地球生态平衡。

产生负离子主要方法是使空气人工“电离”，从空气分子或原子夺取一部分电子，与其他的中性分子或原子结合形成新的负离子。常用发生负离子的人工方法有如下几种：

（1）    电晕放电：利用高压电极的电晕放电作用使空气中的水分子电离，产生负离子。这种方法会同时产生臭氧，环境臭氧浓度过高时对人体健康有害。

（2）    加热、挤压、摩擦：利用电热或人体对保健用品的掠夺摩擦使空气中的水分子电离，产生负离子。这种方法一般利用保健品的使用过程中产生的能量，使用比较方便，适合于家用电器、保健饰品、寝具衣物等。

（3）    天然矿物材料：利用电气石或其他负离子矿物材料的天然能量激发空气电离产生负离子。这种方法不需要外加的机械、能量或电能，是一种**经济实用的无源负离子发生器。

（4）    离子激励剂：利用光线或紫外线照射、光触媒材料，或者利用天然矿物励起剂，激发能量使空气中的水分子电离，产生负离子。这种方法是前一种方法的延伸，可以达到更加理想的效果

（5）    勒纳尔效应（瀑布效应）：利用人工水流、瀑布、喷泉、波浪的撞击力使水分子电离，产生负离子。

负离子的具体作用：

制造活性氧：负离子能有效激活空气中的氧分子，使其更加活跃而更易被人体吸收，有效预防“空调病”；

改善肺功能：人体吸入携氧负离子后，肺可增加吸收氧气20%，而多排出15%的二氧化氮；

促进新陈代谢：激活肌体多种酶，促进新陈代谢；

增加抗病能力：可改变肌体反应能力，活跃网状内皮系统的功能，增强肌体免疫力；

改善睡眠：经负离子作用，可使人精神振奋，工作效率提高，还可改善睡眠，有明显的镇痛作用；

杀菌功能：负离子易吸附各种病毒、细菌，使其产生结构的改变或能量的转移，导致其死亡。除尘灭菌，减轻二手烟危害更有效，环保健康看得见；

消烟除尘：带负电荷的负离子与漂浮在中带正电荷的烟雾粉尘进行电极中和，使其自然沉淀；

保护作用：中和电视、电脑的高压静电，在其前面形成一层负离子保护层有效减少电视、电脑产生的高压静电对眼睛的伤害，有效预防近视，同时减少灰尘对电视、电脑的危害；

呵护头发：头发本身含有大量正离子，同时表面会粘有大量的灰尘。人们在使用普通梳子梳理头发时，由于摩擦使头发带有大量的静电从而使头发之间相互吸附而不自然坠直，而负离子却完全可以中和这些静电从而使头发展现坠顺之美。