大自然空气负离子的产生机理主要有四个:一是水分子在跌落或高速运动时被电离;二是植物尖端放电及光电效应;绿树光合作用时会产生光电效应,第三种辐射物质来自大自然,可使空气分子电离,第四,宇宙线和紫外光,电离气体分子,大气运动所形成的风与地面的摩擦过程,闪电中有瞬间高压,也会产生空气离子。长时间呆在城市封闭的环境里,人到森林、海边、瀑布等地方都会感到清爽,正是因为这些地方负离子含量很高,所以才感到清爽。
它不但能有效地净化空气,而且对多种人体功能具有良好的医疗保健作用,按照WHO的标准,负氧离子浓度达到1000-1500/立方厘米才能达到空气清新标准,如果空气中的负氧离子含量超过20000万每立方厘米,就能起到治疗疾病的作用。由于对负氧离子作用的理解不断深入,人工产生负离子的研究也在如火如荼地展开。