釋放負離子的機理主要有以下兩種：一種是光催化機理，由于自然光或遠紅外線的輻射，在電氣石晶體Fe2+－Fe3+周圍形成空穴/電子對，所產生的空穴（h+）將吸附在電氣石表面的水分子氧化成羥基自由基，當它擴散到水中時就形成水合羥基離子；另外，當電氣石Y位中的Fe2+轉變為Fe3+時，吸附在電氣石微粒表面的氧氣分子被還原成氧負離子自由基，它也可以與微粒表面的水分子反應生成羥基自由基，再與多余的水分子締合形成水合羥基離子 。另一種是電解水機理，即電氣石晶體自發極化效應產生的電極使其周圍的水分子發生電解作用，生成的氫氧根離子與水分子或其他分子結合形成負離子。

電氣石的自發極化特性使得在晶體軸兩個端面上積聚電性相反的極化電荷，從而在沿電氣石晶軸方向產生了很大靜電壓。有學者研究半徑為1.5μm的電氣石球形顆粒，發現在垂直于電氣石c軸方向的平面10μm范圍內存在104~107V/m的強電場，并通過測試電氣石顆粒與水接觸后的pH值和電導率的變化，證實了這種強電場的存在。電氣石表面強電場的存在使得空氣及水中與其接觸的水分子發生電離，產生H+和OH-。電氣石電離H2O產生的 H+和H2O分子結合而形成的H3O+，其對水中的雜質有吸附作用；OH-和H2O 分子結合可形成羥離子（H3O2-），即負氧離子。電氣石由于具有特殊晶體結構，使其能夠自動和永久地釋放負氧離子，進而被稱之為天然的負氧離子發生器