现认为主要有两种机制：神经反射和体液反射，以下是：
(1)神经反射机制：呼吸道粘膜上广泛分布有许多神经末梢，生物负离子进入呼吸道后，经机械刺激或电荷刺激，引起神经兴奋，脉冲传至中心后，机体会通过一系列神经反射产生生理效应。
(2)体液作用机制：空气离子进入肺泡内部，它与体液系统有三种联系：
1透过：已证实，肺泡上皮细胞的空隙比空气离子的直径大一倍，并且可以通过肺泡上皮细胞间的空隙，将空气离子直接送到循环中；并且通过自身的电荷影响血胶体及各种细胞的电代谢。
2吸附：由上皮细胞吸附的空气中的负离子，只在不经细胞间隙释放出电荷，经肺泡上皮细胞重新进入血液中。
3、感应：空气离子本身并不需要进入肺循环，也不需要把电荷交出来，藉由静电感应作用，隔开肺泡上皮细胞对肺毛细血管内血液的电性产生影响。上面提到的三个方法，无论是哪一种，最终结果都会影响到血液的电特性，而这些血液改变电性质，又从肺循环进入。周而复始，周身各部位的毛细管内皮与组织细胞之间，又能以三种方式，即透过、吸附、感应等途径，使电荷作用于组织细胞。整个电学代谢过程是：肺一体液一组织。
生物体负离子进入人体的途径：从人的呼吸系统解剖学上了解到，从鼻孔经气管，支气管到肺泡，管径逐渐减小，直至通气功能的最大。末段细支气管，管径只有1毫米左右，再往下是换气功能的地方，也就是终末支气管、1-3级呼吸性支气管、肺泡，直径小到0.1~0.6mm，因此，可吸入肺中进行气体交换的微粒极其微小，否则就会被沿途近20个分叉的支气管和愈来愈细的管壁所吸附，而超细的微粒，虽然如此。由于肺泡会吸入，但是由于太轻，在呼气重的时候，很容易被吸入。TovellSegal等研究确定了影响呼吸道各个部分的颗粒大小，他们认为这些颗粒直径超过40微米。其中，百分之百的人留在呼吸系统中，直径小于1微米的，约有一半吸入肺泡腔后再呼出。生命负离子是即使是最大的超重离体，也是非常小的质点。子状物的直径只有5.4x10-6/cm(0.054μm)，因此极容易被吸入肺泡内，但与呼气时又容易被呼出。所以最适合进行离子化空气治疗。最好做慢呼吸动作，在深吸一口气之后，再屏息一次，这样更多的离子就会停留在肺泡膜壁上。
负离子是可以提高人体免疫功能的一种离子，能够刺激单核巨噬细胞系统的吞噬功能，改善机体的炎症反应，增强机体的抗病能力，另外还有抗衰老、抗氧化，甚至抗肿瘤的作用。目前医用的负离子可以用在以下疾病的治疗：例......
胆固醇是人体合成胆酸、细胞膜、激素的重要成分，人体所需的胆固醇五分之四来自人体自身合成，另外五分之一需要从食物中摄取，如果无节制地暴饮暴食，体内就会出现低密度胆固醇过高，从而导致胆固醇代谢紊乱。同时，......
研究表明，呼吸富含负离子的空气可增强人体免疫力，改善健康状况。 负离子能够刺激以及增加人体内各种细胞和免疫因子的活性，从而有助于增强人体对抗疾病的能力。 ...
来自日本的一项研究发现，常年饮用负氢离子水的百岁老人产氢能力异常强大，是普通人的三倍以上。众所周知，百岁老人罹患心血管疾病和癌症的比例远低于普通人，该研究不仅证实了氢气的抗衰老作用，结合其他研究，进一......
负离子在净化颗粒物方面具有显著作用。它能高效去除空气中的PM2.5及以下的超细颗粒物，如PM0.1。这种净化作用是通过负离子与空气中的尘埃粒子及固体颗粒结合，使颗粒荷电并产生聚合作用，形成较大的颗粒后......
日本医科大学的太田成男教授于2011年2月在国际著名的学术杂志《肥胖》（《Obesity》）上发表文章，介绍了利用负氢离子水进行减肥研究的实验结果。通过动物实验，证明氢气可以治疗二型糖尿病，对正常高脂......
负离子净化技术能有效激活空气中的氧分子，生成活性氧。这种活性氧分子更活跃，因此更容易被人体所吸收。这种特性不仅有助于提高空气质量，还能有效预防“空调病”。当负离子与空气中的氧分子结合时，它们会变得更活......
负氢离子水中所含有的氢素电子，可以防止不饱和脂肪酸与活性氧相结合，生成过氧化脂质不饱和脂肪酸，令高血压病得到改善。负氢离子水通过降低血液粘稠度、改善血管壁弹性来调节血压。坚持饮用负氢离子水，部分高血......
负离子净化技术具有无噪音的特点。这一特性主要得益于其先进的技术设计，特别是没有风扇装置。因此，当人们晚上使用这种净化器时，它不会产生任何噪音，从而不会打扰到用户的睡眠。这种静音设计使得邦成净化器成为一......
负氢离子水中的氢气治疗类风湿关节炎的目标是控制全身炎症，提高免疫力，从而缓解病症，改善健康状况。另外氢气分子小，渗透性好，可以穿透关节滑膜，进入关节腔，疏通微循环，达到消炎止痛效果，解决风湿关节炎等问......
