Egy nátriumatom 11 protonból és 11 elektronból áll. Egy elektron leadására van szükség ahhoz, hogy kitöltse a külső héját. Amikor ez megtörténik, nátriumionná alakul 11 ​​protonnal és 10 elektronnal. A plusz proton nettó pozitív töltést ad neki. A pozitív töltésű iont kationnak nevezik. A név a görög „lefelé” jelentésű szóból származik, mivel a kationok az elektrolízis során a katód felé vándorolnak.

A kationok akkor keletkeznek, amikor az atomok elektronokat veszítenek. A fémek hajlamosak kationokat képezni, mivel kevés vegyértékelektronjuk van, és könnyebben veszítik el azokat, mint amennyit felvesznek. A nátrium Na+-t, a magnézium Mg2+-t, az alumínium Al3+-t képez. A töltés attól függ, hogy az atom hány elektront veszít a stabil konfiguráció eléréséhez. Az átmeneti fémek több, különböző töltésű kationt is képezhetnek, mint például a vas(II) és a vas(III).

A poliatomikus kationok olyan atomcsoportok, amelyek nettó pozitív töltéssel rendelkeznek. Az ammónium (NH4+) a leggyakoribb példa. Akkor keletkezik, amikor az ammónia protont vesz fel. Egyéb poliatomikus kationok közé tartozik a hidrónium (H3O+) és a higany(I) (Hg2^2+). Ezek egyetlen egységként viselkednek a reakciókban.

A kationok mindenhol jelen vannak. Az asztali só nátrium-kation klorid-anionnal párosítva. A műtrágyák kálium- és kalcium-kationokat tartalmaznak. Az emberi szervezet kalcium-kationokat használ az izom-összehúzódáshoz és az idegjelzéshez, nátrium- és kálium-kationokat az idegimpulzusokhoz és a folyadékegyensúly fenntartásához, vas-kationokat pedig az oxigénszállításhoz. A kationok és anionok egyensúlya elengedhetetlen az élethez.