전자는 핵의 인력에 묶여 확률적으로 그 주위를 분포하고 있고, 고전적으로 설명한다면 에너지 레벨에 따른 궤도를 돌고 있다고 보아야 합니다. 전자를 잃을때는 원자핵의 인력을 벗어날 만큼의 에너지가 투입되어야 전자가 이온화 될수 있으며, 이때 필요한 에너지의 총량이 이온화에너지입니다. 일반적으로 에너지라 함은 가속된 전자가 부딪치거나 빛에너지를 의미합니다 .
반대로 원자핵이 전자를 받아 음이온화가 되어질때 원자핵과 전자 사이에 작용하는 인력의 정도로 인해 안정화되어짐으로 일반적으로 전자가 에너지를 방출하게 됩니다.
원자가 이온이 되는 원리는 전자의 에너지 상태와 전자-양성자 상호작용에 따라 결정됩니다. 이온화 에너지를 흡수하면 전자가 궤도를 벗어나 이온이 형성되고, 반대로 전자가 전달되면 이온이 중성원자로 되돌아갑니다. 이러한 과정은 전자가 원자 핵의 전기적인 영향력을 극복하거나 궤도에서 벗어나기 위한 충분한 에너지를 가지기 때문입니다. 이온화 과정은 화학 반응, 전기화학, 방사선 화학 및 많은 자연 현상과 관련이 있습니다.