在自然界中，大气离子虽然看不见摸不着，但人们却可以感受到负离子的存在。雷电过后，因为电击在空气中产生了大量的负离子，野外的空气会格外清新;在海洋中除了雷电，海浪频繁的涌动也会产生大量的负离子，被海风带到海边，海边空气会令人心旷神怡。
相反，大气中过多的正离子会引起失眠、头疼、心烦、血压升高等反应。例如在狂风飞沙之日，在人群密集、空气污浊的场所，空气正离子数量骤增，会给人以心烦意乱，头疼疲乏之感。
2、负离子的性质和功效
空气中正离子多为矿物离子、氮离子等，负离子多为氧离子和水合羟基离子等。空气中的小负氧离子、或称之为小负氧离子团，具有良好的生物活性。
负离子对正离子的中和作用，可以产生除臭、除尘、防腐、抗菌、保鲜、烟雾和甲醛的分解、空气净化的效果。
3、负离子对环境和健康的作用
小粒径负氧离子对人体的作用，主要是通过肺部呼吸的途径，可加速呼吸道上皮纤毛运动，体液进入血液后，放出电荷，作用于细胞、蛋白质，反射刺激内感受器官，通过神经系统传导，作用于大脑神经及植物神经系统，直到影响神经能。
负氧离子被吸入人体后，能调节神经的兴奋状态，改善肺的换气功能，改善血液循环，促进新陈代谢、增强免疫系统能力、使人精神振奋、提高工作效率等等。它还对高血压、气喘、流感、失眠、关节炎等许多疾病有一定的治疗作用，所以人称负离子为“空气中的维生素”。
五、自然界负离子的产生途径
1、空气分子的电离
形成空气负离子的一个必要条件是空气中要有自由电子存在。中性的空气分子在电场、撞击、宇宙射线、放射性物质等外部因素作用下会发生电离，一些外层电子将获得足够的能量从而摆脱原子核的束缚，逃逸到外部空间成为自由电子。
由于空气中的氮气与电子的亲和力很小，所以，绝大部分的自由电子则会被空气中氧分子、水分子以及正离子所捕获，形成空气离子。这些空气离子再将其周围的几个到十几个中性分子或原子吸附在一起，形成带电荷的小分子团，称为小离子。小离子在空气中继续与其它微粒结合，则形成中离子甚至大离子。
2、水的喷射电效应(又称雷纳德效应)
当水与空气接触的界面受到某种强剪力时，就会导致水分子间的“H键”断裂从而在水体表面分离出细小的雾状水滴，雾状水滴相互撞击使得雾状水滴进一步破碎成大小不等的水分子团。
同时，再与空气分子摩擦并导致部分水分子内部“H-O键”断裂，促使正负电荷的分离。一般较大的水分子团带上正电荷，较小的水分子团与空气分子则会带上负电荷，从而形成负离子。
正如瀑布水体从高处高速跌落，喷泉水体高速喷射时与周围空气高速摩擦而雾化并产生大量负离子，所以，瀑布、喷泉周围负离子浓度相对较高，暴雨过后我们同样也能感觉到空气格外清新，也有暴雨过程中，雨滴和空气高速摩擦产生大量负离子的因素。
3、植物的放电及光合作用
晴天地面以上大气电场的电势差约为100V/m，植物叶片的末端形状一般比较尖细，如同避雷针，容易积累电荷，叶片附近的电场强度则高出周围空间很多倍，当电场强度足够大时则会击穿空气而产生放电现象，即“放电”。
放电过程会导致空气分子电离产生自由电子，与氧气分子或水分子结合后便形成了空气负离子。植物叶片在进行光合作用时也会向大气释放一些自由电子，太阳光子轰击叶绿体，叶绿素中的电子会发生能级跃迁，而且这些电子能量极高，极易在太阳光子的轰击下脱离叶绿体，逃逸到大气中去，进而与空气中的氧分子和水分子等结合成负离子。
据统计，空气负离子浓度以瀑布周围Z高，山林次之，田野较低，城市Z低(约300~600个/cm3)。地面空气负离子的浓度主要取决于该地区的日照环境、植被的叶片类型及数量等。
六、人工方式产生负离子
1、电晕放电
电晕放电在一对电极上施加高电压，其中，高压正极连接大地，高压负电极连接在一根极细的针状电极或具有很小曲率半径的其他导体上。
类似植物的放电效应，在针状负极区电场强度Z高，空气中电离产生的自由电子库仑力的推动下，被很快加速到很高的速度，并与其它空气分子发生碰撞，将分子内的电子打出，新的自由电子又被电场加速并继续与其他分子碰撞，此过程瞬间重复多次，被打出的电子呈指数级增加。
失去电子的正离子被加速引向负极，释放电荷。而自由电子则加速向正极方向扩散，由于正极面积比负极大，电场强度远小于负极，电子所受到的电场力逐渐减小，能量则会逐步降低，则可以被空气分子捕获形成大量的空气负离子，一般负离子在到达正极之前就会被风扇吹出电场区域。
2、水喷射技术
水喷射技术是利用动力设备把水加压后从喷头高速喷出而雾化，雾化后的水滴与空气摩擦而产生大量负离子，其原理与水喷射电效应基本相同。对于水喷射技术的研究表明：水体冲击越强烈，雾化越充分，产生空气负离子的浓度也就越大。此外，还与环境温度，水体电解质等因素有关。
水喷射型空气负离子发生器的优点是不产生有害气体，但设备结构较为复杂、成本较高、使用环境的湿度较大。我国已研制成功强力负离子喷泉，采用高压水射流喷射装置，从一个直径2mm的喷口中就能发射出100万亿个以上的负离子。
3、放射性物质辐射法
某些能放射α粒子的放射性同位素是Z有效的离子发生器，如钋210的一个α粒子，可以产生约15万个离子对，它可以把氮和氧的电子打出来，从而获得大量的空气离子，其中，负氧离子的数量相对较高，这一技术主要用于医学领域。
此外，还有电荷分离技术、紫外线照射技术、热离子发射技术等，不足的是紫外照射技术会产生大量的臭氧。目前，热离子发射技术获得的负离子大多数是大离子，只有小部分是对人体有益的小离子。
负离子对于人体健康有着显著作用，大自然环境中的负离子必然优于人工负离子，所以，我们应当多去户外活动。尤其是大雨过后，常去森林、瀑布、田野等地方走走，会让人觉得身心舒畅。
由于我们日常生活环境的负离子很难达到有益健康的浓度水平，为改善这一状况则主要依靠负离子发生器产生人工负离子，但并非所有的负离子发生器都能产生真正意义上的负离子。只有采用了负离子转换器技术、纳子富勒烯负离子释放器技术才能产生有益健康的小粒径负离子。
负离子发生器的放置位置一定要适当远离人体，注意开窗通风，并确保室内电器有可靠的接地措施，配合加湿器使用效果更好。此外，室内微生态水体以及小型喷泉也有助于增加冬季室内空气湿度和负离子浓度。
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