大氣中的氣體分子在電離的情況下會帶上正電荷或負電荷，呈離子狀態(tài)。

  森林大氣中負氧離子產(chǎn)生的主要機理如下所述：

　  1、大氣中的氧分子受太陽紫外線、宇宙射線、雷電、風暴及空氣和山地巖石中放射性元素物質(zhì)等因素誘導而發(fā)生電離，生成負氧離子。

　　2、水的噴筒電效應(也叫勒納德效應）森林中溪澗的跌失、瀑布的沖擊等使水滴破碎，水分子破解失去電子而成為正離子，而周圍空氣中的氧分子捕獲這些電子而成為負氧離子。這種效應被稱為噴筒電效應或瀑布效應。睡得流速越大，其噴筒電效應越強。

　　3、許多植物的莖、皮、葉等器官或組織分化成針狀結(jié)構，著種曲率較小的針狀結(jié)構，會發(fā)生“尖端放電”作用為誘導產(chǎn)生負氧離子；另外，一些樹木和花草所分泌出的萜烯類和芳香類物質(zhì)能促使空氣電離產(chǎn)生豐富的負氧離子。

人為方法產(chǎn)生負氧離子可以通過以下的途徑：

(1)電荷分離法 當細微的灰塵粒子被吹經(jīng)空氣管道時，便會發(fā)生電荷分離現(xiàn)象。進入空氣管道的灰塵粒子與管壁接觸，失掉一個電子，電子附著到其他粒子上便形成了空氣負離子。

(2)電暈放電法 是指在兩個電極間加有較高的電位差，其中一個電極是直徑很小的尖針，環(huán)繞該針狀電極的高電場會產(chǎn)生大量的正、負離子，如果尖針狀電極是負極，正離子則很快被吸收，負離子被排斥到相反的電極，產(chǎn)生了電暈放電的空氣負離子。目前市場上流行的負離子發(fā)生器大多數(shù)是采用電暈法產(chǎn)生負離子的。電極為雙極性的，一般負極采用針尖狀的，正極采用圓環(huán)形的。此類技術還停留在早期的研究基礎上，創(chuàng)新不大，負離子濃度一般不高，擴展性能差，而臭氧濃度較高。

(3)利用高壓水的噴射作用，從噴嘴向空氣中噴出一股微細水流，它在散裂開時，形成空氣負離子。我國已研制成功強力負離子噴泉，采用高壓水射流噴射裝置，從一個直徑2mm的噴口中就能發(fā)射出100萬億個以上的負離子，形成在數(shù)萬平方米地面上空的負電性氣候環(huán)境。這種設備通常安裝在城市廣場、公園、賓館酒店、療養(yǎng)院和樓堂亭閣的噴水池上，以及現(xiàn)代化的音樂噴泉水池上，微型的可裝在庭院別墅，形成負離子療養(yǎng)區(qū)。

（4）電子釋放法 此類技術一般采用直流負高壓作為電子釋放源，電子釋放極采用具有超導特性的材料，而周圍物體、大地等對于負極來說具有很高的正電位，就相當于發(fā)生器的正極，基于電位差值，電子通過釋放極高速向空間噴射，以750px距離測定，一般可達106個/cm3，濃度高的可達107個/cm3，負離子濃度一般較高，擴散性能較好，臭氧濃度一般較低。發(fā)生器的電極有單個、雙十、數(shù)個等不同數(shù)目。

（5）負離子轉(zhuǎn)換器法 內(nèi)部有特定的介電輕石和離子接收管，通過精確控制介電輕石濕度，可在內(nèi)部形成成千上萬個不規(guī)則電容，離子進入離子接收管前在介電輕石內(nèi)部不斷摩擦、碰撞，做不規(guī)則運動，由此提高負離子的脈動能量，然后經(jīng)由粒子釋放器釋放到空氣中，形成高活性、小粒徑、遷移距離遠的生態(tài)級小粒徑負離子。此技術生成的為具有療養(yǎng)保健功效的負氧離子，純度及濃度都較高。