Năng lượng cần thiết để loại bỏ một hoặc nhiều electron khỏi nguyên tử trung hòa để tạo thành ion mang điện tích dương là một tính chất vật lý ảnh hưởng đến hành vi hóa học của nguyên tử. Theo định nghĩa, năng lượng ion hóa đầu tiên của một nguyên tố là năng lượng cần thiết để loại bỏ electron ngoài cùng, hoặc năng lượng cao nhất khỏi nguyên tử trung hòa trong pha khí. Quá trình đo năng lượng ion hóa đầu tiên của hydro sẽ được biểu diễn bằng phương trình sau.