Energi ionisasi, yang merupakan jumlah energi yang diperlukan untuk memisahkan elektron dari atom, penting untuk fisika dan kimia. Dengan mengionisasi atom, elektron dihilangkan, dan ion positif ditambahkan, mengubah seluruh struktur atom. Ketika terionisasi, atom tidak dapat membuat ikatan normal, sehingga dapat digunakan untuk tujuan yang sama sekali berbeda, tergantung pada kebutuhan ilmuwan. Beberapa atom memiliki tingkat energi ionisasi yang berbeda, pada saat ionisasi disebut sesuai dengan urutan energi. Ionisasi memiliki nilai energi khusus yang disebut elektronvolt.
Setiap atom memiliki setidaknya satu elektron, dan elektron ini memberi atom muatan negatif. Mengionisasi atom berarti melepaskan satu atau lebih elektron untuk memberi atom muatan positif ion. Menambahkan jumlah energi yang tidak ditentukan ke atom tidak akan menghasilkan hasil yang tepat dan dapat menyebabkan tidak ada elektron atau terlalu banyak elektron yang melarikan diri dari atom. Salah satu cara menghitung energi ionisasi adalah dengan mengalirkan arus melalui atom sampai memancarkan cahaya.
Energi ionisasi adalah ukuran berapa banyak energi yang dibutuhkan untuk satu elektron merangkak menjauh dari atom. Ini terjadi dengan menerapkan muatan positif ke atom. Ketika energi cukup, elektron terluar akan melarikan diri dari atom dan sebaliknya akan bergabung dengan sumber energi. Untuk menjaga keseimbangan atom, ion akan menggantikan elektron yang hilang, memberikan atom muatan positif.
Beberapa atom memiliki energi ionisasi yang sama untuk setiap elektron, tetapi yang lain akan memiliki tingkat energi yang berbeda untuk elektron. Jika diperlukan tingkat energi yang berbeda, maka disebut sebagai energi ionisasi pertama untuk elektron pertama, energi ionisasi kedua untuk elektron kedua dan seterusnya sampai semua elektron diperhitungkan. Jika tingkat energinya sama, maka energi tersebut hanya disebut sebagai energi ionisasi.
Jumlah energi yang dibutuhkan diukur dalam elektronvolt. Pengukuran ini adalah jumlah energi kinetik yang sama dengan elektron yang terakumulasi ketika melewati potensial listrik satu volt. Ketika ionisasi pertama kali ditemukan, volt biasa digunakan untuk mengukur ionisasi, tetapi pengukuran ini tidak seakurat elektronvolt.
Tabel periodik unsur mengelompokkan unsur-unsur berdasarkan banyak kesamaan yang berbeda, seperti jumlah elektron atau ukuran atom. Pengelompokan lain pada tabel adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk ionisasi. Untuk unsur-unsur yang lebih ke atas dan ke kanan, lebih banyak energi yang dibutuhkan daripada unsur-unsur di kiri bawah tabel periodik.