科研人员通过观察空气离子州动物活体及离体气管的作用，发现正空气离子可减少气管纤毛的活动度，引1起气管壁感染、加剧气管粘膜对机械刺激后的反应、管壁血管收缩和增加呼吸率等。负空气离子则增加纤毛活动度、逆转正空气离子所致的气管壁感染、降低对机械刺激的反应、促使气管壁血管舒缩正常化及减慢呼吸率。他们后来又进一步对这种作用的机制进行研究，认为正空气离子的作用颇类似于5-经色肢对气管的作用，因而设想正空气离子可能有促使5-经色胺的释放作用，负空气离子则通过加速5-羟色胺酶对5-羟色胺的氧化而抵消正空气离子的作用。临床观察也发现，吸入负空气离子后肺的通气功能和换气功能均可有些改善。有人在玻璃面罩中吸入负空气离子30分钟后，肺吸氧量较对照组增加了20%，排出二氧化碳多14.5%，而改吸入正空气离子则氧吸收或二氧化碳排出均不见增加，反而降低。