E' il processo nel quale uno o piú elettroni sono rimossi da atomi o da molecole a causa di collisioni tra particelle o per l'assorbimento di radiazione.
Gli atomi (o le molecole) cosí "scoperti" rimangono carichi positivamente e prendono il nome di ioni positivi.
Agli atomi (o molecole) possono anche venir ceduti elettroni, creando così ioni negativi.

"Normalmente" un atomo ha una carica elettrica complessiva pari a zero; nel suo nucleo vi saranno un certo numero di protoni e neutroni, circondati da elettroni (in realtà dalla "nube elettronica"), e il numero degli elettroni sarà uguale a quello dei protoni.
In certe circostanze, tuttavia, uno o più elettroni possono venire strappati via dall'atomo; questo fenomeno è detto ionizzazione. Occorre una certa energia per provocare questa separazione; ciò può avvenire se l'atomo assorbe un fotone altamente energetico (per esempio, nell'ultravioletto o con energia ancora maggiore), oppure talvolta facendo collidere l'atomo con un altro atomo in un gas molto caldo.
Alla fine, però, l'atomo e il suo elettrone perduto tenderanno a ricombinarsi; quando ciò avviene, viene emesso un fotone.