在高科技產品生產廠，控制靜電是提高生產效率，改善品質，增加利潤的基礎。在半導體、硬盤和平面顯示（FPDs）的生產中，靜電控制是基本的生產條件之一。如果不能控制靜電就意味著，產品要因靜電引力導致粒子污染（ESA問題）和靜電放電（ESD問題）而受到損失。
空氣離子的特性
空氣中自然的離子中，通常正離子與負離子的數量為1.2：1。在清潔的室外空氣當中，每立方厘米包含有2000~3000個離子。在一個自然通風的建筑里，這個數量會降至500/cm3，在管道通風（空調通風）的建筑里，這個數值很少超過100/ cm3。
自然的空氣離子主要由空氣、地面以及建筑材料中的放射元素的照射所形成。此外，由水流和海浪產生的水滴摩擦、閃電以及大氣層上部受宇宙射線和太陽射線的照射也會產生空氣離子。其中水滴摩擦產生的主要是負電荷性的小空氣離子。
在純凈的空氣中，離子的壽命不會超過幾分鐘，其衰減的速度取決于多種因素。離子的密度越高離子與相反極性離子相遇的機率越強。一旦相遇就會發生電荷轉移，兩個離子變成兩個中性分子。電荷轉移在離子接觸到接地表面時也同樣會發生，因此，用于中和靜電的離子必須盡量減少極性相反的離子相互作用，同時盡可能與大的接地體隔離開。
此外，大的空氣離子一旦形成，它的運動速度要比小的空氣離子要慢（見公式2）。大空氣離子對空氣電導的影響小，一般不用于靜電荷中和。
小空氣離子能夠在靜電荷電場的作用下在空氣中移動。一個靜電場作用在帶電離子的空氣，會吸引相反極性的空氣離子移向產生電場的電荷（見圖1）。離子被吸引到具有極性相反電荷的物體表面，直至電荷被中和，靜電場消失為止。這是使用空氣離子控制靜電的基本原理。
但是，自然空氣所產生的正負離子數量太少，不能用于靜電控制，要中和靜電需要的離子濃度要高的多，通常要達到100,000/cm3 ~1,000,000/cm3.
空氣電離
人工產生空氣離子需要添加或奪取空氣分子的電子，有兩個基本途徑實現這一點：α射線以及電暈電離。
α射線電離。α射線離子發生器使用Po210作為放射源，它直接產生α粒子。α粒子實質是一個氦原子核，與空氣分子碰撞后會將電子撞離出去約3cm，氣體分子就會失去電子成為正離子。游離的電子又會很快被中性的氣體分子所捕獲，形成負離子（見圖2）。
圖2 α射線離子形成：Po210產生α粒子撞擊氣體分子游離出電子
α射線離子發生器產生的正、負離子數量是總平衡的——每個被撞擊出電子的分子形成一個正離子，捕獲電子的分子形成一個負離子，這一點非常有利于在ESD非常敏感的器件的靜電控制的應用。正、負離子的數量相等意味著離子發生器的平衡度為0V，可以將工作區任何物體上的靜電消除到0V。
α射線離子消除靜電商業化應用主要包括爆炸燃燒危險環境和需要**平衡度的環境。但其處理成本相對昂貴，因為每143天，α射線離子發生器的功率會因為放射源的衰減一半而衰減一半，通常它們必須每年更換。雖然α射線離子發生器已經可靠使用了25年，但它們仍然是政府管控的產品，而且任何放射性物體都會引起人們的恐慌，因而α射線的離子化產品沒有像電暈電離的離子化產品一樣得到廣泛應用。
電暈電離
電暈離子發生器使用高電壓**產生強電場，使電子遷移。由于固體或空氣中存在放射性物質，大氣中會存在一些自由電子。正極強電場的作用下，會吸引這些電子向電離**移動。它們碰到空氣分子，后者被撞擊出更多的電子，失去電子的分子成為正離子。電場會將它們推離電離**，向中和的靜電荷移動。同樣，負電場從電離**推離自由電子，碰撞氣體分子后產生更多的自由電子，后者會被電離**附近的中性分子捕獲，產生負離子。負離子也會負電場的作用下遠離電離**。
電暈電離通常不能提供α射線離子發生器所能夠提供的固有的離子平衡度。目前的方法只能是保證正負離子的數量大致相當，而不能區分離子不同的活性和每一個電極所產生離子的速度。一些離子發生器，包括帶有監測和反饋能力的離子化設備，可以給工作區提供長時間的離子平衡。離子平衡非常重要，因為一個不平衡的離子發生器會讓孤立導體感應帶電，讓使用者事與愿違。
