الأيون متعدد الذرات هو مجموعة مشحونة من ذرتين أو أكثر مرتبطة معًا. تتشارك الذرات الإلكترونات بروابط تساهمية، لكن المجموعة ككل تحمل شحنة صافية. يتصرف الأيون متعدد الذرات كوحدة واحدة في التفاعلات الكيميائية. أيون الكبريتات، SO₄²⁻، هو أيون متعدد الذرات، وكذلك أيون الأمونيوم، NH₄⁺.

تبقى الذرات في الأيون متعدد الذرات متماسكة، ولا تتفكك في المحلول. عند ذوبان كبريتات الصوديوم في الماء، تنفصل إلى أيونات الصوديوم (Na+) وأيونات الكبريتات (SO42-). يبقى أيون الكبريتات سليمًا. الروابط بين الكبريت والأكسجين تساهمية. تنشأ الشحنة من زيادة أو نقص الإلكترونات في المجموعة.

الأيونات متعددة الذرات الشائعة

• النترات: NO3-.
• الكبريتات: SO4 2-.
• الكربونات: CO3 2-.
• الفوسفات: PO4 3-.
• الأمونيوم: NH4+.
• الهيدروكسيد: OH-.

تتبع التسمية أنماطًا محددة. الأيونات التي تنتهي بـ "-ات" تحتوي على نسبة أكسجين أعلى، بينما الأيونات التي تنتهي بـ "-يت" تحتوي على نسبة أكسجين أقل. النترات هي NO3-، والنيتريت هو NO2-. تشير البادئتان "بير" و"هيبو" إلى زيادة أو نقصان ذرات الأكسجين. الكلورات هي ClO3-، والبيركلورات هي ClO4-، والهيبوكلوريت هي ClO-. يُعدّ تعلّم الأيونات متعددة الذرات الشائعة أمرًا أساسيًا في الكيمياء، إذ تظهر في الأحماض والقواعد والأملاح والمحاليل المنظمة. وهي تُحدّد الذوبانية والتفاعلية والوظيفة البيولوجية. يحافظ نظام الكربونات المنظم على استقرار درجة حموضة الدم، بينما يُحافظ هيكل الفوسفات على تماسك الحمض النووي DNA. الأيونات متعددة الذرات صغيرة الحجم، لكنها موجودة في كل مكان.