负离子形成的关键是电子的得失转移。原子或者分子外围的电子逸出之后形成的是正离子。得到电子的分子或者原子形成的就是负离子。

植物在光合作用的过程中，才会发生电子的转移。
总反应：CO2 + 18 H20 ——→ （CH2O） +18 O2
注意：光合作用释放的氧气全部来自水，光合作用的产物不仅是糖类，还有氨基酸（无蛋白质）、脂肪，因此光合作用产物应当是有机物。
各步分反应：
H20→H+ O2（水的光解）
NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（递氢）
ADP→ATP （递能）
CO2+C5化合物→C3化合物（二氧化碳的固定）
C3化合物→（CH2O）+ C5化合物（有机物的生成）

在上述过程中就发生了电子的转移。其中有一部分电子逃出后并没有回到反应中，而是结合其他电中性的分子或者原子，就形成了少量的负离子。

植物光和作用过程中，形成的负离子量非常少。

除植物的光合作用外，水受到撞击或者形态（液态、固态、气态）转化过程中也会形成少量的负离子。
这就是为什么森林有很多负离子，瀑布旁面负离子又略高于森林的原因。

自然界主要的方式是第一步：打雷闪电电离空气，第二步：经过地球吸收后再释放出有益的负离子。
目前人工产生负离子主要是第一步模拟打雷闪电。就是通常的高压电子发生器。产生的有臭氧和正的静电。负离子也不稳定。