イオン化エネルギー（ionization energy）は，電離エネルギーやイオン化ポテンシャルともいわれる。イオン化エネルギーは，原子やイオンなどから電子を取り去るのに要するエネルギーである。すなわち，取りだされた電子の結びつきの強さの目安となる。
　
　すなわち，取りだされた電子の結びつきの強さの目安で，エネルギーが小さいほど陽イオンになり易く，陽性が強いという。
　イオン化エネルギーは，気体状態の単原子（又は基底状態の分子）から取り去る電子が 1 個目の場合を第一イオン化エネルギー，2 個目を取り去る場合を第二イオン化エネルギー，3 個目は第三イオン化エネルギーと言う。
　単にイオン化エネルギーという場合は，第一イオン化エネルギーのことを指す。
　イオン化エネルギーの一般的な測定は，真空状態で，一定エネルギーの電子ビームを原子（分子）に照射し，飛び出す電子のエネルギーを測定して求められる。
　
　イオン化エネルギーの大きさは，電子の軌道準位の単位にならって慣習的に eV（electron volt；電子ボルト）単位で表す。
　● エネルギー単位の換算
　1eV ＝ 1.602×10^-12 erg ＝1.602×10^-19 joule ＝ 3.827×10^-20 cal
　1モル当たりのエネルギーは，アボガドロ数（ N = 6.0225×10²³ molecule / mol ）を用いて，
　1eV×N ＝ 1.602×10^-19 joule ×6.0225 × 10²³ molecule / mol ＝ 96.48 k J /mol
　
　イオン化エネルギーは，電子軌道（electron orbital）の相対的エネルギー，及び核の電荷の効果で説明される。原子核の正電荷が増すにつれ，軌道電子はより強く保持される。例えば，ヘリウムの 1s電子を除去するには水素の 1s電子を除去するより多くのエネルギーを必要とする。

　電子軌道（electron orbital）
　軌道と訳されているため，電車の軌道，衛星軌道などのように，一定の法則に従って運動するときの筋道と錯覚されるが，electron（電子の）orbital（軌道のようなもの）は，電子の状態を波動関数（wave function）で表したもので，雲のように広がった連続的分布をしていると考えられている。電子の分布を電子雲（electron cloud）ともいう。
　電子軌道は，主量子数（ main quantum number ） n ，方位量子数（ azimuthal quantum number ） l （エル） ，磁気量子数（ magnetic quantum number ） m で指定される。
　主量子数 n は，軌道の大きさとエネルギーを決定し，1, 2 , 3 , …の整数値をとる。これは，電子殻（ K 殻, L 殻, M 殻, … ）に対応する。
　方位量子数 l は，軌道の形を決定し，0 , 1, 2 , … n-1の整数値をとる。これは，s 軌道，p 軌道，d 軌道，f 軌道，h 軌道に対応する。すなわち，K 殻 ( 主量子数 1 ) では l = 1 - 1 = 0となり，s 軌道しかとりえないが， N 殻 ( 主量子数 4 ) では l = 4 - 1 = 3 となり，s 軌道，p 軌道，d 軌道をとることができる。
　磁気量子数 m は，各軌道を決定し，0 , ± 1, ± 2 , … ± l の整数値をとる。従って，s 軌道は， l = 0, m = 0 で 1 つの軌道を，p 軌道は l = 1 , m = -1 , 0 , 1 で 3 つの軌道を，d 軌道は l = 2 , m = -2 , -1 , 0 , 1 , 2 となり 5つの軌道を持つことができる。