當原子中質子數和電子數相等時，原子呈電中性。增加或移除一個電子，平衡就會被打破。原子就變成了離子，即帶有淨電荷的原子或分子。失去一個電子，就變成了帶正電荷的陽離子；獲得一個電子，就變成了帶負電荷的陰離子。離子無所不在：海水中、血液中、空氣中、岩石中都存在離子。

當原子獲得或失去電子以達到穩定的電子組態（通常是外層電子充滿）時，就會形成離子。金屬傾向於失去電子形成陽離子，非金屬傾向於獲得電子形成陰離子。離子的電荷取決於獲得或失去的電子數量。鈉失去一個電子變成Na⁺，氯得到一個電子變成Cl⁻，鎂失去兩個電子變成Mg²⁺，氧獲得兩個電子變成O²⁻。

多原子離子是由帶淨電荷的原子組成的基團。硝酸根離子（NO₃⁻）、硫酸根離子（SO₄²⁻）、磷酸根離子（PO₄³⁻）和銨根離子（NH₄⁺）都是常見的例子。它們在化學反應中表現得像一個整體。它們在生物學、工業和環境化學中都至關重要。

離子在溶液中導電。它們是電解質的基礎，而電解質對神經功能、肌肉收縮和體液平衡至關重要。離子形成離子鍵，生成鹽和結晶。它們參與酸鹼化學、氧化還原反應和沈澱過程。離子是化學中的一個基本概念。