Ένα πολυατομικό ιόν είναι μια φορτισμένη ομάδα δύο ή περισσότερων ατόμων συνδεδεμένων μεταξύ τους. Τα άτομα μοιράζονται ηλεκτρόνια ομοιοπολικά, αλλά η ομάδα ως σύνολο έχει ένα καθαρό φορτίο. Συμπεριφέρεται ως ενιαία μονάδα στις χημικές αντιδράσεις. Το θειικό ιόν, SO4 2-, είναι ένα πολυατομικό ιόν. Το ίδιο ισχύει και για το ιόν αμμωνίου, NH4+.

Τα άτομα σε ένα πολυατομικό ιόν παραμένουν μαζί. Δεν διασπώνται σε διάλυμα. Όταν το θειικό νάτριο διαλύεται στο νερό, διαχωρίζεται σε Na+ και SO4 2-. Το θειικό ιόν παραμένει άθικτο. Οι δεσμοί μεταξύ θείου και οξυγόνου είναι ομοιοπολικοί. Το φορτίο προέρχεται από περίσσεια ή έλλειψη ηλεκτρονίων στην ομάδα.

Κοινά πολυατομικά ιόντα

• Νιτρικό: NO3-.
• Θειικό: SO4 2-.
• Ανθρακικό: CO3 2-.
• Φωσφορικό: PO4 3-.
• Αμμώνιο: NH4+.
• Υδροξείδιο: ΟΗ-.

Η ονομασία ακολουθεί μοτίβα. Τα ιόντα που τελειώνουν σε -ate έχουν περισσότερο οξυγόνο. Τα ιόντα που τελειώνουν σε -ite έχουν λιγότερο οξυγόνο. Το νιτρικό είναι NO3-. Το νιτρώδες είναι NO2-. Τα προθέματα per- και hypo- υποδεικνύουν περισσότερα ή λιγότερα άτομα οξυγόνου. Το χλωρικό είναι ClO3-. Το υπερχλωρικό είναι ClO4-. Το υποχλωριώδες είναι ClO-. Η εκμάθηση των κοινών πολυατομικών ιόντων είναι απαραίτητη στη χημεία. Εμφανίζονται σε οξέα, βάσεις, άλατα και ρυθμιστικά διαλύματα. Καθορίζουν τη διαλυτότητα, την αντιδραστικότητα και τη βιολογική λειτουργία. Το σύστημα ρυθμιστικού διαλύματος ανθρακικού διατηρεί σταθερό το pH του αίματος. Η φωσφορική ραχοκοκαλιά συγκρατεί το DNA. Τα πολυατομικά ιόντα είναι μικρά, αλλά βρίσκονται παντού.