Een natriumatoom heeft 11 protonen en 11 elektronen. Het moet één elektron verliezen om zijn buitenste schil te vullen. Wanneer dit gebeurt, wordt het een natriumion met 11 protonen en 10 elektronen. Het extra proton geeft het een netto positieve lading. Een positief geladen ion wordt een kation genoemd. De naam komt van het Griekse woord dat 'naar beneden gaan' betekent, omdat kationen tijdens elektrolyse naar de kathode migreren.

Kationen ontstaan ​​wanneer atomen elektronen verliezen. Metalen hebben de neiging om kationen te vormen omdat ze weinig valentie-elektronen hebben en deze gemakkelijker verliezen dan opnemen. Natrium vormt Na+, magnesium vormt Mg2+, aluminium vormt Al3+. De lading hangt af van hoeveel elektronen het atoom verliest om een ​​stabiele configuratie te bereiken. Overgangsmetalen kunnen meerdere kationen met verschillende ladingen vormen, zoals ijzer(II) en ijzer(III).

Polyatomaire kationen zijn groepen atomen met een netto positieve lading. Ammonium (NH4+) is hiervan het meest voorkomende voorbeeld. Het ontstaat wanneer ammoniak een proton opneemt. Andere polyatomaire kationen zijn onder andere hydronium (H3O+) en kwik(I) (Hg2^2+). Ze gedragen zich als afzonderlijke eenheden in reacties.

Kationen zijn overal. Keukenzout bestaat uit natriumkationen gekoppeld aan chloride-anionen. Meststoffen bevatten kalium- en calciumkationen. Het menselijk lichaam gebruikt calciumkationen voor spiercontractie en zenuwsignalen, natrium- en kaliumkationen voor zenuwimpulsen en vochtbalans, en ijzerkationen voor zuurstoftransport. De balans tussen kationen en anionen is essentieel voor het leven.