空气负离子主要通过呼吸道吸入而产生作用，同时对呼吸系统生理功能有明显影响，在电离空气过程中，氧原子易得到电子而产生大量的氧负离子。

气管粘膜上皮的纤毛运动在氧负离子的作用下加强，而在正离子的作用下减弱；负离子可影响上皮绒毛内呼吸酶的活性、加强对游离的5-羟色胺的氧化，二氧化碳正负离子可提高游离的5-羟色胺的含量、破坏粘膜的功能。吸入负离子可改善肺泡的分泌功能及肺的通气和换气功能，呼吸系数增加（吸收O2增加20%，排CO2增加14.5%）。

负离子可使气管粘膜上皮纤毛运动加强，腺体分泌增加，并可缓解支气管痉挛、增加肺活量、调整呼吸频率、镇咳等。负离子还能促进鼻粘膜上皮细胞的再生，恢复粘膜的分泌功能。