การแตกตัวเป็นไอออน (อังกฤษ: Ionization) เป็นกระบวนการหนึ่ง ที่อะตอมหรือโมเลกุลได้รับประจุลบหรือประจุบวกจากการได้มาหรือการเสียไปของอิเล็กตรอนอะตอมหรือโมเลกุลนั้นจึงกลายเป็นไอออน, มักจะเกิดขึ้นร่วมกับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีอื่น ๆ[1] การแตกตัวเป็นไอออนอาจเป็นผลมาจากการสูญเสียอิเล็กตรอนหลังจากการชนกันของอนุภาคย่อยของอะตอมด้วยกัน, การชนกันของอะตอมกับอะตอมอื่น ๆ, การชนกันของโมเลกุลกับไอออน, หรือผ่านการมีปฏิสัมพันธ์กับแสง. การแตกตัวเป็นไอออนสามารถเกิดขึ้นได้ผ่านการสลายให้กัมมันตรังสีโดยกระบวนการการแปลงภายใน ซึ่งในกระบวนการนี้ นิวเคลียสที่ถูกกระตุ้นจะถ่ายโอนพลังงานของมันไปให้กับอิเล็กตรอนตัวหนึ่งภายในเปลือกอิเล็กตรอนวงในทำให้อิเล็กตรอนตัวนั้นถูกปล่อยออกมา