自然界空气负离子产生有三大机制： 

1、大气受紫外线，宇宙射线，放射物质，雷雨，风暴等因素的影响发生电离而产生负离子。  

2、瀑布冲击、暴雨等自然过程中，水在重力作用下，高速流动，水分子裂解而产生负离子。 

3、森林的树木，叶枝尖端放电及绿色植物光合作用形成的光电效应，使空气电离而产生的负离子。 

森林环境中空气负离子水平较高，这是由于岩石和土壤中含放射性物质较多，山上宇宙射线和太阳紫外线较强，森林环境中的瀑布、溪流等流动水体较多，森林植物的“尖端放电”和“光电效应”以及释放出的芳香挥发性物质都能使空气发生电离现象，并且森林具有降尘功能，使得空气负离子浓度增加，而且寿命变长。有研究表明，森林环境中的空气负离子浓度比城市室内可高出80~1600倍，平均浓度达1000~3000个/cm3。    

空气中同时有正离子及负离子，空气污染物大多为正离子，在污染的空气中，只有正离子没有负离子，负离子增加后，正负离子同时附在细菌或病毒表面，在正负微电场作用下，细菌及霉菌体内会流过微电流，细菌、病毒就会被杀死或抑制其繁殖，而达到抑菌的功能。清洁的空气中正负离子相当，细菌也少。污浊的空气只有正离子，细菌也多。

负离子粒发射的H3O2-1负离子中和、包覆在游离出的带有正电荷的甲醛、氨、苯类、灰尘等有害气体颗粒的周围，使其形成大粒子团并沉降下来，空气中的甲醛、苯、灰尘等自然地减少，就不会对人体健康构成危害。