Egy atom semleges, ha egyenlő számú protonja és elektronja van. Egy elektron hozzáadása vagy eltávolítása esetén az egyensúly megváltozik. Az atom ionná, azaz nettó elektromos töltésű atommá vagy molekulává válik. Ha elveszítesz egy elektront, egy pozitív töltésű kationt kapsz. Ha felveszel egy elektront, egy negatív töltésű aniont kapsz. Az ionok mindenhol megtalálhatók: a tengervízben, a vérben, a levegőben, a kőzetekben.

Az ionok akkor keletkeznek, amikor az atomok elektronokat vesznek fel vagy veszítenek, hogy stabil elektronkonfigurációt, általában egy teljes külső héjat érjenek el. A fémek hajlamosak elektronokat veszíteni és kationokat képezni. A nemfémek hajlamosak elektronokat felvenni és anionokat képezni. A töltést a felvett vagy leadott elektronok száma határozza meg. A nátrium egy elektront veszít, hogy Na+ iónná váljon. A klór egy elektront vesz fel, hogy Cl- iónná váljon. A magnézium kettőt vesz fel, hogy Mg2+ iónná váljon. Az oxigén kettőt vesz fel, hogy O2- iónná váljon.

A poliatomikus ionok olyan atomcsoportok, amelyek nettó töltéssel rendelkeznek. Gyakori példák a nitrát (NO3-), szulfát (SO4^2-), foszfát (PO4^3-) és ammónium (NH4+). Kémiai reakciókban egyetlen egységként viselkednek. Alapvető fontosságúak a biológiában, az iparban és a környezetkémiában.

Az ionok vezetik az elektromos áramot oldatban. Ezek képezik az elektrolitok alapját, amelyek elengedhetetlenek az idegműködéshez, az izom-összehúzódáshoz és a folyadékegyensúlyhoz. Ionos kötéseket képeznek, sókat és kristályokat hozva létre. Részt vesznek a sav-bázis kémiában, a redoxireakciókban és a kicsapódásban. Az ion a kémia alapvető fogalma.