大氣中除了氮氣、氧氣、二氧化碳、水汽和各種氣溶膠粒子外，還有一些離子化空氣。離子化空氣包括空氣的負離子和正離子。而空氣分子是由原子組成的，原子核和電子構成原子，原子核帶正電荷，電子帶負電荷。當空氣分子受到電離等外界條件，獲得足夠的能量時，脫離原子核束縛的外圍電子變成自由電子，失去電子的中性分子或原子核變成空氣正離子，而空氣中的中性分子或原子捕獲逃逸出來的自由電子時，則變成空氣負離子。