Gaz haldeki bir elementin tek bir atomundan (ya da iyondan) bir eleketronu uzaklaştırmak için atoma verilmesi gerenen en düşük enerjidir ve “İE” ile gösterilir. Gaz galdeki bir elementin atomundan (nötr atom) bir elektron koparmak için gerekli olan enerji birinci iyonlaşma enerjisi (İE1), bir elektronu kopmuş atomdan bir elektron daha koparmak için gerekli olan enerji  ikinci iyonlaşma enerjisidir (İE2).

Eğer bir atoma yeterli miktarda enerji verilirse atomdan sahip olduğu elektronların tamamı koparılabilir. Her atomun elektron sayısı kadar iyonlaşma enerjisi vardır.

Hidrojen atomları tek elektronlu olduğundan olası iyonlaşma enerjisi yalnız birinci iyonlaşma enerjisidir:

  • H(g) → H(g)+ + e- İE1 = 1312 kkal/mol

Helyum atomu için iki elektronu bulunduğundan yalnız birinci ve ikinci iyonlaşma enerjilerini vardır ;

  • He(g) → He(g)+ + e- İE1 = 2373 kkal/mol
  • He+(g) → He(g)2+ + e- İE2 = 5251 kkal/mol

Bir atomun iyonlaşma enerjisi İE1 < İE2 < İE3 < İE4 < ….. şeklinde elektrom sayısına göre artar. Bunun sebebi elektron koparıldığında çekirdeğin çekim gücü değişmezken, elektron sayısı azaldığından elektron başına düşen elektromanyetik çekim kuvveti artar. Bu nedenle her elektron koparıldığında kalan elektronları koparmak zorlaşır ve her defasında daha fazla enerji vermek gerekir.