Ein Atom ist neutral, wenn es gleich viele Protonen und Elektronen besitzt. Fügt es ein Elektron hinzu oder entfernt es, verschiebt sich das Gleichgewicht. Das Atom wird zu einem Ion, einem Atom oder Molekül mit einer elektrischen Nettoladung. Verliert es ein Elektron, entsteht ein positiv geladenes Kation. Nimmt es ein Elektron auf, entsteht ein negativ geladenes Anion. Ionen sind überall: im Meerwasser, im Blut, in der Luft, in Gesteinen.

Ionen entstehen, wenn Atome Elektronen aufnehmen oder abgeben, um eine stabile Elektronenkonfiguration zu erreichen, üblicherweise eine vollbesetzte Außenschale. Metalle neigen dazu, Elektronen abzugeben und Kationen zu bilden. Nichtmetalle neigen dazu, Elektronen aufzunehmen und Anionen zu bilden. Die Ladung wird durch die Anzahl der aufgenommenen oder abgegebenen Elektronen bestimmt. Natrium gibt ein Elektron ab und wird zu Na⁺. Chlor nimmt ein Elektron auf und wird zu Cl⁻. Magnesium gibt zwei Elektronen ab und wird zu Mg²⁺. Sauerstoff nimmt zwei Elektronen auf und wird zu O²⁻.

Mehratomige Ionen sind Atomgruppen mit einer Nettoladung. Nitrat (NO₃⁻), Sulfat (SO₄²⁻), Phosphat (PO₄³⁻) und Ammonium (NH₄⁺) sind gängige Beispiele. Sie verhalten sich in chemischen Reaktionen wie einzelne Einheiten. Sie sind in Biologie, Industrie und Umweltchemie von entscheidender Bedeutung.

Ionen leiten in Lösung elektrischen Strom. Sie sind die Grundlage von Elektrolyten, die für die Nervenfunktion, die Muskelkontraktion und den Flüssigkeitshaushalt unerlässlich sind. Sie bilden Ionenbindungen und dadurch Salze und Kristalle. Sie sind an Säure-Base-Reaktionen, Redoxreaktionen und Fällungsreaktionen beteiligt. Das Ion ist ein grundlegendes Konzept in der Chemie.