空氣負離子又稱負氧離子，是指獲得1個或1個以上的電子帶負電荷的氧氣離子。空氣主要成分是氮、氧、二氧化碳和水蒸氣。氮占78%，氧占21%，二氧化碳占0.03%，氮對電子無親和力，只有氧和二氧化碳對電子有親和力，但氧含量是二氧化碳含量的700倍，因此，空氣中生成的負離子絕大多數是空氣負氧離子。
空氣離子是大氣氣溶膠的組成成分之一。空氣分子是由原子組成的，原子包括原子核和電子。原子核帶正電荷，電子帶負電荷。空氣分子或原子一般呈中性。當空氣分子受到外界影響，如在電離源的作用下，大氣中的中性分子或原子的一些外層電子能夠克服原子核的束縛，脫離原來軌道形成自由電子，其很快就會附著在氣體分子或原子上，形成為負離子；失去電子的空氣分子或原子帶正電荷，形成正離子。這些空氣離子很容易將周圍的幾個到幾十個中性分子或原子附合在一起，形成帶極性的小分子團，稱為小離子。一些小離子在運動過程中遇到空氣中的某些氣溶膠粒子時，失去極性或碰撞形成大離子降至地面消失。空氣中的離子是時時刻刻地產生，同時也時刻不停地消失，使得大氣中離子數相對恒定。
引起低層大氣電離的電離源主要是宇宙射線，地殼和大氣中放射性物質的輻射射線和太陽輻射（紫外線）。另外還有次要電離源，如閃電放電，火山噴發，塵暴，雪暴，森林火災，瀑布，噴泉等。天氣、氣候的變化可影響到電離劑的電離作用，如太陽輻射、放射性物質的輻射射線的釋放，以及閃電、雷暴、降水等。
負離子具有的凈化除塵，減少二手煙危害、改善預防呼吸道疾病、改善睡眠、抗氧化、防衰老、清除體內自由基、降低血液粘稠度的效果。在自然生態環境中，存在于自然界的負離子與正離子是等量的。但是由于人類無視自然生態的平衡，忽視可持續發展的自然規律，短期行為和功利主義等導致人類生存環境的嚴重破壞，使正負離子比例嚴重失調。空氣中大量的病毒、細菌、有害物質、有害氣體及含有多種成分的塵埃，它們都帶正電荷，隨空氣浮游在人們周圍，是誘發各種疾病的根源。空氣中大量對人體有害的物質，唯有負離子能夠與其相遇、聚合后墜落，使其失去活性。
大氣負離子在自然生態環境中的濃度分布如下：單位：每立方厘米
環境場所 | 濃度分布 | 環境場所 | 濃度分布 |
森林瀑布 | 10000-20000 | 城市公園 | 200-1000 |
高山海邊 | 5000-10000 | 街道綠化地帶 | 400-600 |
鄉村田野 | 1000-5000 | 樓宇辦公室 | 100-400 |
公園 | 400-1000 | 城市房間 | 40-50 |
曠野郊區 | 100-1000 | 工業開發區 | 0 |
以上數據由中國臺灣科技大學葉正濤教授收集整理。表中負離子濃度單位：個/cm3
人類要具備抵抗各種病毒、細菌的防疫能力，創造健康的體魄，最重要是增強自身自然免疫力及對各種疾病的自然力，使荷爾蒙生理作用旺盛。宇宙能量中的負離子作用于人的生物體，可以發揮強大效果。負離子能改善自然生態環境，凈化空氣；可以調節人類機體內在的生物節律，抑制老化；使肝腎功能、腸蠕動功能活化；使血液、體液的PH值呈弱堿性，促進體內廢物、毒素的排泄；改善脂質、糖代謝；促進吸收消化，產生代謝激素及維生素；活化NK細胞，抑制有害菌、病原菌的增殖，防止感染。因此，在醫學界負離子被譽為“人類生命的維生素”、 “空氣維生素”、“長壽素”、“ 空氣維他命”等美稱。
另外，空氣中負離子濃度也是空氣質量好壞的標志之一。世界衛生組織規定：清新空氣的負離子標準濃度為每立方厘米空氣中不應低于1000~1500個。我國清潔空氣的標準為：空氣中有害物質如CO、HS、飄塵不超過國家允許標準，負離子與正離子比例為1：1.2。空氣中負離子濃度多少不僅預示著空氣質量的好壞，同時高負離子濃度的大氣環境，對人類的健康有一定的醫療保健作用。
世界衛生組織規定的清新空氣的負離子標準濃度
通過觀測分析發現海濱負離子濃度，主要原因是海浪引起的Lenand效應；其次是山區、林區和丘陵，主要由于樹林茂盛，光合作用空氣中氧含量豐富；湖泊、草原等地負離子濃度相對較低，主要是高大樹木較少，空氣濕度低；城市中心或工業區負離子濃度，主要是空氣污染原因。
空氣負離子的保健作用在于改善大腦皮層的功能，振奮精神，消除疲勞，提高工作效率，改善睡眠，增加食欲，并有興奮副交感神經系統等作用，而正離子的作用與此相反。所以長時間逗留在煙塵彌漫、通風不良的地方，常感困乏，頭昏，頭痛、甚至等，而在海濱，瀑布和噴泉附近，使人覺得頭腦清醒，心情爽快舒暢。空氣負離子還有降低血壓的治療作用，吸入高濃度的負離子后，可使周圍毛細血管擴張并因而使皮膚溫度上升。另外，空氣離子對機體的碳水化合物、蛋白質、脂肪代謝及水、電解質代謝都有一定的影響，如吸入負離子可降低血糖及、血鉀等含量，增加尿量及尿中氮、肌酐等的排出量。空氣負離子能影響酶系統，激活體內多種酶，從而促進機體新陳代謝。負離子可使腦、肝、腎等組織氧化過程增強。吸入空氣負離子，可加速基礎代謝，對機體的成長發育起促進作用。
空氣負離子的保健作用
因此，久居城市的人們應利用節假日到郊外，特別是海濱、山區等地，享受大自然帶來的空氣維生素—空氣負離子。
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