Một cation được hình thành khi nguyên tử mất điện tử. Nguyên tử mất điện tử sẽ mất điện tích âm; do đó, nó trở nên tích điện dương. Những nguyên tử này có ái lực hoặc lực hút electron thấp và được gọi là nguyên tử nhiễm điện.
Theo quy tắc bát phân, nguyên tử tìm cách tăng hoặc giảm electron để đạt được 8 electron ở mức năng lượng ngoài cùng của chúng, đó là số electron tối đa cho phép trong các lớp năng lượng này và là dạng nguyên tử bền nhất. Các nguyên tố trong bảng tuần hoàn có số electron tối đa ở các mức năng lượng ngoài cùng của chúng là khí quý. Những nguyên tố này là nguyên tố ổn định nhất trong số các nguyên tố, và chúng không muốn tạo hợp chất với những nguyên tố khác. Tất cả các nguyên tố khác đều muốn bắt chước các khí quý về cấu hình electron.
Nguyên tử có ít electron ở mức năng lượng ngoài cùng của chúng có xu hướng mất electron cho các nguyên tử khác. Các nguyên tố có nhiều khả năng trở thành cation nhất là các nguyên tố thuộc nhóm kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn, vì chúng là những nguyên tố nhiễm điện nhất.
Các electron bị mất đi bởi các cation được chọn bởi các nguyên tố có độ âm điện mạnh, nằm ở phía bên phải của bảng tuần hoàn. Các nguyên tử nhận electron để trở nên ổn định hơn được gọi là anion. Vì các điện tích trái dấu thu hút, các cation và anion thường hình thành liên kết, do đó trở thành các hợp chất trung tính. Sự hình thành liên kết giữa cation và anion được gọi là liên kết ion và những hợp chất này được gọi là hợp chất ion.
