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이온화는 전하를 띤 입자나 X선 같은 복사선이 물질에 에너지를 전달하는 주요방법이다. 화학에서 이온화는 흔히 용액에서 일어난다. 예를 들어 염화수소(HCl) 기체의 중성분자는 그와 유사한 극성물분자(H₂O)와 반응하여 양이온인 옥소늄 이온(H₃O^＋)과 음이온인 염소 이온(Cl^－)을 만든다.

금속 아연 조각의 표면에 산 용액을 접촉시키면 아연 원자는 수소 이온에게 전자를 잃어 무색의 아연 이온(Zn^2＋)이 된다.

저압에서 기체에 전류를 흘려주면 충돌에 의해 이온화가 일어난다. 만일 전류를 이루는 전자들이 충분한 에너지(이온화 에너지는 각 물질에 따라 다름)를 가지고 있다면 중성 기체 분자로부터 다른 전자들을 제거해 양이온과 음전자로 구성된 이온쌍을 만들 것이다(→ 이온쌍). 그 전자들 중 일부는 중성 기체 분자에 붙어서 음이온을 만든다.

한편 고온에서 분자간의 충돌에 의해 기체가 이온화될 수도 있다.

일반적으로 충분한 에너지를 가진 전하를 띤 입자나 복사 에너지가 기체·액체·고체를 통과할 때 늘 이온화가 일어난다. 방사성 물질에서 나오는 알파 입자나 전자처럼 전하를 띤 입자들은 그 지나가는 경로를 따라 이온화를 일으킨다. 중성자나 중성미자처럼 강력한 중성 입자들은 투과력이 커서 이온화를 거의 일으키지 않는다.

X선이나 감마선의 광자와 같은 복사 에너지의 펄스는 광전자 효과를 통해 원자에서 전자를 방출해 이온화를 일으킬 수 있다. 또한 복사 에너지를 흡수하거나 지나가는 하전입자들을 통해 생긴 높은 에너지의 전자들이 2차 이온화라고 하는 다른 이온화를 일으킬 수도 있다. 대기권에서도 우주에서 날아오는 우주선(宇宙線)과 태양에서 오는 자외선을 계속해서 흡수하기 때문에 미량의 이온화가 일어난다.