負離子的產生物理學中我們都知道，物質是由分子組成的，分子是由原子組成的，原子是由原子核及圍繞其旋轉的電子組成，得到電子時顯負電性，失去電子時顯正電性，我們把正負電子運動現象稱為：離子現象。自然狀態下，空氣分子的極性呈中性，即：不帶電荷。

但在宇宙射線、紫外線、微量元素輻射、雷擊閃電等作用下，空氣分子會失去部分圍繞原子核旋轉的最外層電子，使空氣發生電離，逃逸原子核束縛的電子稱為：自由電子，帶負電荷。當自由電子與其它中性氣體分子結合后，就形成帶負電荷的空氣負離子。以上是自然現象中產生的負離子。隨著人工負離子生成技術的產生和發展，據新華社和光明日報等媒體報道，小粒徑負離子。

廣西巴馬世界長壽之鄉的存在讓負離子對人體的保健作用得到了最好證明，研究發現，巴馬地區人口百歲率之所以高，很重要的一個原因就是當地負離子濃度高，可達3萬/cm3。在巴馬，幾乎找不出一個糖尿病、高血壓甚至癌癥患者，大部分老人無疾而終，而糖尿病患者在此地居住月余，就基本上可以不用再打胰島素。巴馬負離子最高的百魔洞負氧離子濃度高達17萬/cm3，很多得了癌癥的病人付費在這里呼吸負離子。

基于負離子的作用，它又有“空氣維生素”之稱。無數臨床研究發現，負離子可以改善神經衰弱、失眠，通暢心腦血管，降低血液粘稠度，提高人體免疫力，對改善失眠、哮喘，緩解高血壓、糖尿病等頑疾具有顯著療效，相關研究在陳景藻主編的《現代物理治療學》以及清華大學林金明教授主編的《環境、健康與負氧離子》等著作中都有詳細闡釋。