Ion adalah atom atau molekul yang bermuatan listrik positif atau negatif. Zwitterion adalah molekul dengan muatan positif dan negatif, tetapi dengan muatan bersih nol. Atom terdiri dari partikel subatom bermuatan positif yang disebut proton, elektron bermuatan negatif, dan partikel netral yang disebut neutron. Ketika jumlah proton tidak sama dengan jumlah elektron, atom akan memiliki muatan positif atau negatif. Atom atau molekul yang bermuatan negatif disebut anion, sedangkan atom dan molekul yang bermuatan positif disebut kation.
Asam dan basa mungkin ada sebagai ion atau sebagai molekul tidak bermuatan, tetapi pada tingkat pH netral, mereka adalah ion. Sebagian besar zwitterion adalah amfolit — molekul yang mengandung gugus asam dan basa. Asam amino adalah contoh klasik; mereka memiliki kedua kelompok dalam satu molekul, tetapi karena keduanya bermuatan pada pH netral, muatan bersih asam amino akan menjadi nol.
Karena muatan listriknya, zwitterion akan sangat larut dalam air dan sangat tidak larut dalam pelarut organik. Molekul air bersifat polar karena perbedaan listrik antara molekul hidrogen dan oksigen; yaitu, atom oksigen dalam air tertarik ke kation dan atom hidrogen dalam air tertarik ke anion. Ketika zwitterion dilarutkan dalam air, atom hidrogen dalam air segera mengelilingi gugus bermuatan negatif dan atom oksigen dalam air segera mengelilingi gugus bermuatan positif, sehingga melarutkannya secara menyeluruh.
Selain asam amino, beberapa jenis umum lainnya dari molekul ini adalah buffer, deterjen, dan obat-obatan. Fakta bahwa mereka larut dalam air adalah apa yang membuat mereka sangat berguna. Ketika zwitterion disimpan dalam bentuk padat dan kering, misalnya dalam bentuk pil, ia akan berbentuk molekul netral atau garam. Ketika dimakan atau ditempatkan di air, ia mengambil bentuk ionik, atau bermuatan, dan larut.
Meskipun benar bahwa sebagian besar asam amino bermuatan netral, penting untuk dicatat bahwa beberapa memiliki gugus bermuatan ketiga, memberi mereka muatan positif atau negatif secara keseluruhan. Untuk alasan ini, protein, yang terdiri dari asam amino, umumnya memiliki muatan negatif bersih atau positif bersih.