Ionisasi adalah prosesfisika mengubahatom ataumolekul menjadiion dengan menambahkan atau mengurangipartikel bermuatan sepertielektron atau lainnya. Proses ionisasi ke muatan positif atau negatif sedikit berbeda. Ion bermuatan positif didapat ketika elektron yang terikat pada atom atau molekul menyerapenergi cukup agar dapat lepas daripotensial listrik yang mengikatnya. Energi yang dibutuhkan tersebut disebutpotensial ionisasi. Ion bermuatan negatif didapat ketika elektron bebas bertabrakan dengan atom dan terperangkap dalam kulit atom dengan potensial listrik tertentu. Ionisasi terdiri dari dua tipe:Ionisasi sekuensial danionisasi non-sekuensial. Padafisika klasik, hanya ionisasi sekuensial yang dapat terjadi sehingga disebut ionisasi klasik. Ionisasi non-sekuensial melawan beberapa hukum fisika klasik dan akan dijelaskan di bagianionisasi kuantum.
Mengacu pada fisika klasik danmodel atom Bohr, membuat ionisasi atomik dan molekuler amat ditentukan. Menurut fisika klasik, energi elektron yang melebihienergi potensial listrik kulit di mana elektron tersebut berada, elektron tersebut akan berpindah. Hal ini bisa diumpamakan dengan orang yang tidak akan bisa melompati pagar satu meter jika ia tidak bisa melompat setinggi satu meter. Elektron tidak akan bisa melewati kulit berpotensial listrik 13,6eV jika tidak memiliki setidaknya 13,6 eV energi. Menurut prinsip ini, elektron bebas harus memiliki energi yang lebih besar dari kulit potensialnya. Jikaelektron tersebut memiliki energi cukup untuk melakukan itu, maka elektron itu akan menuju ke tingkatan energi yang terendah, dan sisa energi akan diradiasikan. Ionisasi sekuensial pada dasarnya mendeskripsikan bahwa bilangan muatan ion hanya didapatkan dari bilangan muatan terdekatnya saja sebanyak satu bilangan. Seperti contoh, ion bermuatan +2 hanya bisa didapatkan dari ion bermuatan +1 atau +3 saja.
