在高科技产品生产厂，控制静电是提高生产效率，改善品质，增加利润的基础。在半导体、硬盘和平面显示（FPDs）的生产中，静电控制是基本的生产条件之一。如果不能控制静电就意味着，产品要因静电引力导致粒子污染（ESA问题）和静电放电（ESD问题）而受到损失。
空气离子的特性
空气中自然的离子中，通常正离子与负离子的数量为1.2：1。在清洁的室外空气当中，每立方厘米包含有2000~3000个离子。在一个自然通风的建筑里，这个数量会降至500/cm3，在管道通风（空调通风）的建筑里，这个数值很少超过100/ cm3。
自然的空气离子主要由空气、地面以及建筑材料中的放射元素的照射所形成。此外，由水流和海浪产生的水滴摩擦、闪电以及大气层上部受宇宙射线和太阳射线的照射也会产生空气离子。其中水滴摩擦产生的主要是负电荷性的小空气离子。
在纯净的空气中，离子的寿命不会超过几分钟，其衰减的速度取决于多种因素。离子的密度越高离子与相反极性离子相遇的机率越强。一旦相遇就会发生电荷转移，两个离子变成两个中性分子。电荷转移在离子接触到接地表面时也同样会发生，因此，用于中和静电的离子必须尽量减少极性相反的离子相互作用，同时尽可能与大的接地体隔离开。
此外，大的空气离子一旦形成，它的运动速度要比小的空气离子要慢（见公式2）。大空气离子对空气电导的影响小，一般不用于静电荷中和。
小空气离子能够在静电荷电场的作用下在空气中移动。一个静电场作用在带电离子的空气，会吸引相反极性的空气离子移向产生电场的电荷（见图1）。离子被吸引到具有极性相反电荷的物体表面，直至电荷被中和，静电场消失为止。这是使用空气离子控制静电的基本原理。
但是，自然空气所产生的正负离子数量太少，不能用于静电控制，要中和静电需要的离子浓度要高的多，通常要达到100,000/cm3 ~1,000,000/cm3.
空气电离
人工产生空气离子需要添加或夺取空气分子的电子，有两个基本途径实现这一点：α射线以及电晕电离。
α射线电离。α射线离子发生器使用Po210作为放射源，它直接产生α粒子。α粒子实质是一个氦原子核，与空气分子碰撞后会将电子撞离出去约3cm，气体分子就会失去电子成为正离子。游离的电子又会很快被中性的气体分子所捕获，形成负离子（见图2）。
图2 α射线离子形成：Po210产生α粒子撞击气体分子游离出电子
α射线离子发生器产生的正、负离子数量是总平衡的——每个被撞击出电子的分子形成一个正离子，捕获电子的分子形成一个负离子，这一点非常有利于在ESD非常敏感的器件的静电控制的应用。正、负离子的数量相等意味着离子发生器的平衡度为0V，可以将工作区任何物体上的静电消除到0V。
α射线离子消除静电商业化应用主要包括爆炸燃烧危险环境和需要**平衡度的环境。但其处理成本相对昂贵，因为每143天，α射线离子发生器的功率会因为放射源的衰减一半而衰减一半，通常它们必须每年更换。虽然α射线离子发生器已经可靠使用了25年，但它们仍然是政府管控的产品，而且任何放射性物体都会引起人们的恐慌，因而α射线的离子化产品没有像电晕电离的离子化产品一样得到广泛应用。
电晕电离
电晕离子发生器使用高电压**产生强电场，使电子迁移。由于固体或空气中存在放射性物质，大气中会存在一些自由电子。正极强电场的作用下，会吸引这些电子向电离**移动。它们碰到空气分子，后者被撞击出更多的电子，失去电子的分子成为正离子。电场会将它们推离电离**，向中和的静电荷移动。同样，负电场从电离**推离自由电子，碰撞气体分子后产生更多的自由电子，后者会被电离**附近的中性分子捕获，产生负离子。负离子也会负电场的作用下远离电离**。
电晕电离通常不能提供α射线离子发生器所能够提供的固有的离子平衡度。目前的方法只能是保证正负离子的数量大致相当，而不能区分离子不同的活性和每一个电极所产生离子的速度。一些离子发生器，包括带有监测和反馈能力的离子化设备，可以给工作区提供长时间的离子平衡。离子平衡非常重要，因为一个不平衡的离子发生器会让孤立导体感应带电，让使用者事与愿违。
