기체 속의 바닥상태에 있는 원자 또는 분자에서 전자 한 개를 무한히 먼 곳으로 떼어 버리고 양이온 한 개와 자유전자로 해리시키는 데 필요한 에너지. 원자에서는 중성 원자에서 전자 한 개를 뗄 때 1차 이온화에너지, 1가의 이온에서 다시 전자 한 개를 뗄 때를 2차이온화에너지라고 한다.

그러나 분자에서는 중성 분자에서 가장 높은 에너지를 가진 전자 한 개를 뗄 때를 1차이온화에너지, 다음 에너지인 전자를 뗄 때 2차이온화에너지라고 한다.

그런 의미에서 이온화에너지의 값은 원자 또는 분자에서 각 전자 궤도의 에너지값을 결정하는 데 중요하다.

이 값을 구하기 위해 다음과 같은 4가지 방법이 사용된다.

① 질량분석기에 의한 전자충격의 이온화효율곡선의 문턱값으로 구하는 전자충격법. ② 전자충격 대신 빛에 의한 이온화로 그 출현 파장에서 구하는 광이 온화법, ③ 광이온화로 생긴 광전자의 운동에너지 분포에서 구하는 광전자스펙트럼법, ④ 진공자외선 영역에서 발광 또는 흡수스펙트럼의 계열 극한의 측정으로 구할 수 있는 진공자외선흡수법이다.

이온화에너지는 다시 단열이온화에너지와 수직이온화에너지로 나눈다.

단열이온화는 이온의 최저 진동상태로의 이온화이고 수직이온화는 바닥상태에서 프랑크 컨던전이에 따른 이온의 진동상태로의 이온화이다.