Ioniziran zrak je zrak, v katerem je vsebnost kisika dobila električni naboj, pri čemer ima bodisi negativen naboj zaradi prisotnosti enega ali več dodatnih elektronov na molekulo kisika, bodisi pozitiven naboj zaradi prisotnosti manjšega od običajnega števila elektronov na molekulo. Večina sistemov za čiščenje zraka, ki trdijo, da ionizirajo zrak, dajejo negativni naboj molekulam kisika. To omogoča molekulam, da delujejo kot naravni atraktorji za prašne delce in onesnaževala v zraku ter služijo kot oblika splošnega čistila za zaprta okolja. Ioniziran zrak je v naravi tudi bolj izrazit po dežju in nevihti s strelami, kar pojasnjuje, zakaj je nebo pogosto videti svetlejše in jasnejše, ko nevihta mine, kot je običajno na suh, sončen dan.
Zamisel o uporabi ionizacije za čiščenje zraka je na splošno pripisana Aleksandru Čiževskemu, ruskemu znanstveniku iz 20. stoletja, ki je ustanovil študijsko področje, znano kot aero-ionizacija, za raziskovanje učinkov ioniziranega zraka na živa bitja. V svojih zgodnjih dvajsetih letih je izumil prvo različico sistema za ioniziranje zraka, znanega kot lestenec Chizhevsky. Lestenec je bil prvotno zgrajen leta 1918 in je bil naprava, ki je pretvarjala statično elektriko, prisotno v zraku, v uporabno elektriko v območju okoli 40 voltov. Poznan tudi kot generator ES-DC Chizhevsky ali generator elektrostatičnega enosmernega toka, je bil sposoben ustvariti višje ravni moči in med tem tudi ionizirati zrak okoli sebe.
Obstaja nekaj polemik o varnosti in vrednosti sistemov z ioniziranim zrakom, saj se v procesu polnjenja molekul kisika proizvajajo tudi majhne ravni ozona. Prisotnost ozona v zraku, ki je trojno vezana molekula kisika O3, je lahko nevarna, saj je močan oksidant. Znano je, da ozon ubija bakterije in klice v zraku, vendar se na enaki ravni šteje za strupen plin za izpostavljenost ljudi. Znano je, da so dnevne povprečje nad 0.1 delcev na milijon (ppm) ali 0.2 mg/m3 škodljivo za človeška dihala in telesni sistem za zaznavanje vonjav.
Preizkusi tipičnih sistemov za čiščenje zraka leta 2005 so pokazali, da mnogi od njih proizvajajo koncentracije ozona od 26 do 300 delov na milijardo (ppb) v prostornini prostora do dveh palcev (5.08 centimetra) od strojev. Te koncentracije bi lahko bile škodljive za posameznike s slabim zdravjem, ki takšne naprave postavljajo ob posteljo ali bralne mize in so jim med delovanjem nenehno izpostavljeni. Agencija za varstvo okolja (EPA) v Združenih državah je stopnje izpostavljenosti ozonu ocenila kot nevarne, če so nad 80 ppb v osmih urah.
Ioniziran zrak se tudi sam po sebi ni sposoben vezati na vse vrste molekul in testi so pokazali, da takšne naprave ne odstranijo alergenov v zraku, kot so cvetni prah, notranji prah, prhljaj hišnih ljubljenčkov in dim, saj negativni ion kisika ne bo krožil in se nanje navezujejo iz različnih razlogov. To je bistvena omejitev naprav, saj jih pogosto kupujejo ljudje, ki trpijo za astmo in alergijami, v upanju, da jim bo taka tehnologija olajšala simptome. Kljub tem omejitvam so od leta 2005 v ZDA sistemi ioniziranega zraka predstavljali 25 % vse prodaje tehnologije za čiščenje zraka, ki so jo ljudje kupili za čiščenje zraka v svojih domovih.