Ionizacija je, ko atom ali molekula pridobi pozitiven ali negativen naboj. Pojavi se lahko na enega od dveh načinov: prvič, ko delec pridobi ali izgubi elektrone; drugič, ko se en atom ali molekula združi z drugim atomom ali molekulo, ki že ima naboj. Sam nabit delec se imenuje ion. Ioni, ki so pozitivno nabiti, se imenujejo kationi, ioni, ki so negativno nabiti, pa se imenujejo anioni. Prav tako se ioni, sestavljeni iz enega atoma, imenujejo monoatomski ioni, ioni, sestavljeni iz več atomov, pa se imenujejo poliatomski ioni.
Ionizacija se pogosto pojavi zaradi števila elektronov, ki jih ima delec. Delci s parnimi (sodimi) elektroni so bolj stabilni kot tisti z neparnimi elektroni; atomi z napolnjenimi elektronskimi lupinami so tudi bolj stabilni kot tisti z le delno napolnjenimi lupinami. Ko delci trčijo in medsebojno delujejo, se lahko elektroni iz enega atoma potegnejo k drugemu, da bi mu dali sodo število elektronov ali zapolnili eno od njegovih elektronskih lupin. Atom z neparnim številom elektronov in samo enim elektronom v svoji zunanji lupini bi se v takšni interakciji nagibal k temu, da bi odstopil svoj elektron. Delci, nabiti z ionizacijo, ponavadi niso tako stabilni kot tisti, katerih elektronske ovojnice so naravno napolnjene z enakim številom protonov in elektronov.
Obstaja posebna vrsta vezi, ki temelji na ionih. Ta vez, znana kot ionska vez, je posledica elektrostatične privlačnosti med pozitivnimi in negativnimi ioni. Ta vrsta vezi se običajno pojavi, ko prideta dva atoma v stik in elektron iz valenčne lupine enega skoči na valenčno lupino drugega. Skoki elektronov ustvarijo dva iona, enega pozitivno in enega negativno. Ioni se med seboj privlačijo in lahko pride do ionske vezi. Ko se ta reakcija zgodi v velikem obsegu, lahko nastanejo ionski kristali. Kemična reakcija med natrijem (Na) in klorom (Cl), ki povzroči kuhinjsko sol, je primer takšne reakcije.
Ionizacija je priljubljena beseda, ki se pogosto uporablja pri trženju izdelkov na drobno. Ionizatorji zraka (včasih napisani kot “ionizatorji”) uporabljajo električno energijo za polnjenje in, upajmo, čiščenje zraka. Ionizatorji vode polnijo delce vode in pogosto trdijo, da je pitje takšnih tekočin koristno za zdravje. Ionske krtače za hišne živali trdijo, da odstranijo vonj hišnih ljubljenčkov in prhljaj z ioniziranjem zraka med posameznimi dlakami živali. Ionizatorji v bazenu uporabljajo kovinske ione in majhen električni tok, da ubijejo bakterije. Potrošniki morajo pred nakupom ali uporabo raziskati vse izdelke ionizatorja.