En natriumatom har 11 protoner och 11 elektroner. Den behöver förlora en elektron för att fylla sitt yttre skal. När den gör det blir den en natriumjon med 11 protoner och 10 elektroner. Den extra protonen ger den en positiv nettoladdning. En positivt laddad jon kallas en katjon. Namnet kommer från det grekiska ordet som betyder att gå ner, eftersom katjoner migrerar mot katoden vid elektrolys.

Katjoner bildas när atomer förlorar elektroner. Metaller tenderar att bilda katjoner eftersom de har få valenselektroner och förlorar dem lättare än de tar upp. Natrium bildar Na+, magnesium bildar Mg2+, aluminium bildar Al3+. Laddningen beror på hur många elektroner atomen förlorar för att nå en stabil konfiguration. Övergångsmetaller kan bilda flera katjoner med olika laddningar, som järn(II) och järn(III).

Polyatomiska katjoner är grupper av atomer med en positiv nettoladdning. Ammonium (NH4+) är det vanligaste exemplet. Det bildas när ammoniak accepterar en proton. Andra polyatomiska katjoner inkluderar hydronium (H3O+) och kvicksilver(I) (Hg2^2+). De beter sig som enskilda enheter i reaktioner.

Katjoner finns överallt. Bordsalt är natriumkatjon parad med kloridanjon. Gödningsmedel innehåller kalium- och kalciumkatjoner. Människokroppen använder kalciumkatjoner för muskelkontraktion och nervsignalering, natrium- och kaliumkatjoner för nervimpulser och vätskebalans, och järnkatjoner för syretransport. Balansen mellan katjoner och anjoner är avgörande för livet.