Ionen spielen in der Medizin eine sehr wichtige Rolle. Es gibt positiv geladene Ionen (sogenannte Kationen), ein Beispiel ist Na+. Negativ geladene Ionen (Anionen) werden gebildet, indem Atome Elektronen aufnehmen. Ein Beispiel ist Cl-. Ionenaustauschprozesse an Zellmembranen sind lebenswichtige Vorgänge. Der Körper versucht ein Gleichgewicht zwischen den Ionen zu erhalten. Extreme Verschiebungen in diesem Ionen­gleich­gewicht führen zu lebensbedrohlichen Zuständen, z. B. einer Hyperkaliämie (zu viel K+ im Extrazellulärraum). Hierdurch kann es zu Störungen und zum Versagen der Muskeltätigkeit kommen. Beim Versagen des Herzmuskels hat dies tödliche Folgen.