Một nguyên tử trung tính khi nó có số proton và electron bằng nhau. Thêm hoặc bớt một electron, sự cân bằng sẽ thay đổi. Nguyên tử trở thành ion, một nguyên tử hoặc phân tử mang điện tích tổng cộng. Mất một electron, ta được cation mang điện tích dương. Nhận một electron, ta được anion mang điện tích âm. Ion có ở khắp mọi nơi: trong nước biển, trong máu, trong không khí, trong đá.

Ion được hình thành khi các nguyên tử nhận hoặc mất electron để đạt được cấu hình electron bền vững, thường là lớp vỏ ngoài cùng đầy đủ electron. Kim loại có xu hướng mất electron và tạo thành cation. Phi kim có xu hướng nhận electron và tạo thành anion. Điện tích được xác định bởi số electron nhận hoặc mất. Natri mất một electron để trở thành Na+. Clo nhận một electron để trở thành Cl-. Magiê mất hai electron để trở thành Mg2+. Oxy nhận hai electron để trở thành O2-.

Các ion đa nguyên tử là nhóm các nguyên tử có điện tích tổng cộng. Nitrat (NO3-), sulfat (SO4^2-), photphat (PO4^3-) và amoni (NH4+) là những ví dụ phổ biến. Chúng hoạt động như những đơn vị riêng lẻ trong các phản ứng hóa học. Chúng rất cần thiết trong sinh học, công nghiệp và hóa học môi trường.

Ion dẫn điện trong dung dịch. Chúng là cơ sở của chất điện giải, rất cần thiết cho chức năng thần kinh, co cơ và cân bằng dịch cơ thể. Chúng tạo thành liên kết ion, hình thành muối và tinh thể. Chúng tham gia vào hóa học axit-bazơ, phản ứng oxy hóa khử và kết tủa. Ion là một khái niệm cơ bản trong hóa học.