空气负离子，也称为负氧离子，是指一个或多个电子带负电荷的氧离子 。空气的主要成分是氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气 。氮气占78%，氧气占21%，二氧化碳占0.03% 。氮对电子没有亲和力，只有氧和二氧化碳对电子有亲和力，但氧含量是二氧化碳的700倍 。所以空气中产生的负离子大部分是空气负氧离子 。它是由自由电子和空气中的氧分子结合而成的 。自然界中的放电(闪电)、光电效应、喷泉、瀑布等都能电离周围的空气，形成负氧离子 。负离子具有极佳的净化除尘、降低二手烟危害、改善和预防呼吸道疾病、改善睡眠、抗氧化、抗衰老、清除体内自由基、降低血液粘度的功效，在医学界享有“维生素”、“空气维生素”、“长寿元素”、“空气维生素”的美称 。
医学研究表明，对人体有保健作用的是小粒径的负离子 。因为只有小粒径的负离子才容易穿透人体的血脑屏障，发挥其生物效应 。小粒径负离子具有迁移距离长、活性高的特点 。空气负离子根据迁移距离和粒子大小可以分为大离子、中离子和小离子 。对人有益的是小离子，也就是小粒径的负离子 。目前，生态级小颗粒负离子的人工生成主要依靠两种技术，即负离子转换器技术和纳富林负离子释放器技术 。这两项国际领先技术突破了负离子产业发展的瓶颈，使人工产生小粒子负离子成为可能 。
自然界的空气负离子之所以造就了很多长寿村，是因为小尺寸负离子比例高，小尺寸负离子由于活性高、迁移距离长，在长寿区上空形成负离子浴环境 。目前，许多负离子家用电器效果不佳，因为传统的负离子产生技术难以产生小型生态负离子 。对人体的医疗保健功能比较一般，只有除尘和降尘功能，一般用在空气净化领域 。
在物理学中，众所周知，物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核和围绕原子核旋转的电子组成的 。电子获得时带负电，失去时带正电 。我们把正负电子运动的现象称为离子现象 。在自然状态下，空气分子的极性是中性的，即不带电荷 。但是在宇宙射线、紫外线、微量元素辐射、雷击等作用下 。空气分子会失去一部分围绕原子核旋转的最外层电子，导致空气电离 。从原子核逸出的电子称为自由电子，带负电荷 。当自由电子与其他中性气体分子结合时，形成空气负离子 。这些是自然现象中产生的负离子 。随着人工负离子产生技术的产生和发展，据新华社[1]和光明日报[2]等媒体报道，人工产生的负离子已经到了生态负离子时代，可以产生容易进入人体的小尺寸负离子 。
当我们在空调房或者超净实验室里头晕目眩的时候，来到森林或者海边就觉得神清气爽，这意味着自然界看不到也摸不到无色无味的负氧离子 。
中国科学院专家、清华大学林锦明博士撰写的《环境、健康与负氧离子》一书定义如下：
中国科学院专家、清华大学林锦明博士撰写的《环境健康与负氧离子》一书定义如下：
空气中的正离子和负离子根据迁移率可以分为大离子、中离子和小离子 。大于0.4c /(v’s)的离子迁移率是小离子，小于0.04/(v’s)的离子迁移率是大离子，介于两者之间的是中等离子 。带电的原子基团或接近分子大小的分子基团属于小的空气离子 。这些小的空气离子具有很高的运动速度，在大气中相互碰撞
离子在单位强度(V/m)电场作用下的运动速度称为离子迁移率，它是区分被测离子直径的重要参数 。空气离子直径越小，迁移速度越快 。离子迁移率是表示被测离子大小的重要参数 。离子运动速度与离子直径成反比，而离子迁移率与离子运动速度成正比，所以离子迁移率与离子直径成反比 。

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