在自然界清新空气，经过数百万年的进化才有了今天的人类，世界卫生组织规定清新空气的负氧离子数大于或者等于1200-1500个/cm3。因此，人类健康生存需要一定浓度的负氧离子。

空气负离子中，只有小粒径的部分(负氧离子)能够通过肺部呼吸对人体产生作用，空气负离子对有机体的生命生活起着重要的作用。人们常常将负氧离子喻为“空气维他命”和“长寿素”。

在自然界中，空气负离子不断的产生与消失，维持着动态平衡。但是，现代城市环境中，空气污染以及电器与现代运输工具产生的大量正离子，把空气中的负氧离子消失殆尽。科技一方面给人类生活带来巨大的方便，同时也在很多地方威胁人类生存健康，我们要逐渐解决这些不利的因素。

（1） 负氧离子

具有一定能量的电子与氧分子结合形成带负电的离子，称为负氧离子(O2-)，过程用化学式1-1表达如下。目前能安全形成负氧离子的方法只有纳米二氧化钛光催化，为了与其它伪劣过程区别，我们可以给它一个专门的名称“光生负氧离子”，也就是说，如果人为产生负氧离子，只有“光生负氧离子”是安全真实的。

e- + O2 = O2- 式（1-1）

（2） 氧离子

氧离子是氧原子在与其它化学元素形成氧化物时形成的，由于氧元素的电负性较高，当它与其它金属或非金属形成化合物或者基团时，会得到二个电子，形成氧离子，用符号[O2-]表示，它不能像负氧离子那样自由存在，只能与其它元素同时存在于物质中，如：氧化铁（Fe2O3），二氧化碳(CO2，NO3-)。

（3） 负电性微观粒子（负电粒子）

带负电的粒子都称为负电性粒子，包括：电子本身、物质阴离子或阴离子基团（如：Cl-、NO3-、CO32-等）、结合电子的分子（如：负氧离子）、吸附电子的分子（如吸附电子的水分子）、某些放射性粒子。这些带负电性的粒子在负离子检测仪上均会有数据，但是所有这一些负电性粒子中只有负氧离子对人体有益。因此，负离子仪上有数据，不一定就代表是负氧离子，这一点大家务必要注意。放射性物质、电子尖端放电与挥发性负电性分子都会在负离子仪上产生数据，目前，人为产生负氧离子的唯一安全技术只有纳米光催化，称为“光生负氧离子”。

（4） 空气负离子

空气在特定条件下会产生一定能量的自由电子，它们与空气分子结合生成带负电性的离子，称为空气负离子。空气组成是氮气78%、氧气21%、惰性气体0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸汽与其它气体0.03%。容易与自由电子结合的分子是氧与二氧化碳，后者含量很少，因此，人们在说到空气负离子时也就是指空气中的负氧离子（当然不严谨）。当有水蒸气时，一部分负氧离子也可能以水合形式存在。

在洁净大气中，空气负离子长时间存在，在污染较严重的空气中，它的寿命非常短。