Siden elektroner kan være fritt bevegelige kan Atomer og molekyler ha et over- eller underskudd på antall elektroner i forhold til de fastsittende protonene, og kan derfor oppvise ladninger av begge polariteter. Hvis disse strukturene sitter fast, som de gjør i faste stoffer, kan de ikke bidra til strømledning. Oppløst i for eksempel vann kan slike strukturer danne egne mobile enheter som vi da kaller ioner. Positivt ladete ioner har underskudd av elektroner og kalles kationer. Anioner har overskudd av elektroner. Navnene er gitt av hva ionene tiltrekkes av; anode positiv og katode negativ. Begge typer ioner kan finnes i samme løsning og beveger seg da i motsatte retninger. Praktisk anvendelse finner vi fremfor alt i batterier og akkumulatorer, men også i galvanisk teknikk. Havvann leder strøm ved ioner.