Ionizacija je proces, pri katerem se atomi in molekule električno napolnijo in tvorijo ione. Atom lahko pridobi enega ali več elektronov, da tvori negativni ion, ali izgubi elektrone, da tvori pozitiven ion. Ionizacija zraka se nanaša na ionizacijo molekul zraka. To se lahko zgodi kot posledica različnih naravnih procesov ali pa se uporabi naprava za ioniziranje zraka, da bi prinesla zdravstvene koristi bodisi neposredno bodisi s čiščenjem zraka z odstranitvijo alergenov, patogenov in onesnaževal v zraku. Na splošno velja, da so negativni ioni za te namene učinkovitejši od pozitivnih.
Ionizatorji zraka običajno delujejo tako, da na kovinski rog ali iglo nanesejo visokonapetostni električni tok. Električni tok je sestavljen iz toka negativno nabitih elektronov. Ko se elektroni približujejo koncu igle, elektrostatični odboj med njimi povzroči, da se odlepijo od kovinske površine in se pritrdijo na molekule dušika in kisika v zraku ter na delce v zraku, pri čemer tvorijo negativne ione.
Čeprav so domnevne neposredne zdravstvene koristi negativnih ionov, kot so lajšanje sezonske afektivne motnje (SAD) in depresije, predmet raziskav in razprav, obstajajo dobri dokazi iz številnih študij, da lahko ionizacija, zlasti z negativnimi ioni, očisti zrak z odstranjevanjem majhnih suspendiranih delcev, ki bi lahko hranili škodljive bakterije ali alergene. Zdi se, da se ti delci, ko postanejo ionizirani, navadno usedejo na ozemljene površine, kot so stene in tla, tako da ostane čistilec zraka. Ionizacija zraka je bila uspešno uporabljena v prašnem ozračju perutninskih farm, na primer za odstranjevanje škodljivih bakterij iz zraka in za zmanjšanje pojavnosti bolezni.
Druga uporabna uporaba ionizatorjev zraka je preprečevanje elektrostatične razelektritve. Na primer, električni naboj se lahko nabere na občutljivih elektronskih delih med rokovanjem ali sestavljanjem, kar povzroči iskre, ki povzročajo poškodbe. Ionizator zraka lahko pomaga nevtralizirati naboje, preden pride do praznjenja.
Učinki ionizatorjev zraka morda niso vedno koristni. Ionizacija dušika in kisika lahko povzroči nastanek majhnih količin ozona in dušikovih oksidov. To so dražila pljuča in so razvrščena kot onesnaževala. Obstaja zaskrbljenost, da bi nekateri ionizatorji zraka lahko ustvarili škodljive ravni teh plinov.
Ionizacija zraka lahko poteka tudi naravno, na primer med nevihtami in pod vplivom sončne svetlobe. Kamnina, ki je izpostavljena tlaku, lahko ustvari električne tokove, ki se lahko kažejo kot ionizacija zraka okoli površinskih kamnin. Predlagano je bilo, da bi potrese lahko napovedali z odkrivanjem ionizacijskih učinkov na potresnih območjih.