由于辐射摩擦等原因，空气中含有少量的自由离子，单靠这些自由离子是不可能使含尘空气中的尘粒充分荷电的。因此，要利用静电使粉尘分离须具备两个门槛，一是存在使粉尘荷电的电场；二是存在使荷电粉尘颗粒分离的电场。一般的静电除尘器采用荷电电场和分离电场合一的方法，如图5-7-1所示的高压电场，放电极接高压直流电源的负极，集尘极接地为正极，集尘极能够使用平板，也能够使用圆管。
在电场作用下，空气中的自由离子要向两极移动，电压愈高、电场强度愈高，离子的运动速度愈快。由于离子的运动，极间形成了电流。开始时，空气中的自由离子少，电流较少。电压升高到一定数值后，放电极附近的离子获得了较高的能量和速度，它们撞击空气中的中性原子时，中性原子会分解成正、负离子，此现状称为空气电离。空气电离后，由于联锁反应，在极间运动的离子数大幅度提升，表现为极间的电流（称之为电晕电流）飞速增加，空气成了导体。放电极周围的空气全部电离后，在放电极周围可以看见一圈淡蓝色的光环，这个光环称为电晕。因此，这个放电的导线被称为电晕极。
在离电晕极较远的地方，电场强度小，离子的运动速度也较小，那里的空气还没有被电离。如果进一步提升电压，空气电离（电晕）的围逐渐扩大，最后极间空气全部电离，此现状称为电场击穿。电场击穿时，发生火花放电，短路，电除尘器停止工作。为了能够更好的保证电除尘器的正常运动，电晕的围不宜过大，一般应局限于电晕极附近。
如果电场各点的电场强度是不相等的，这个电场称为不均匀电场。电场各点的电场强度都是相等的电场称为均匀电场。例如，用两块平板组成的电场就是均匀电场，在均匀电场，只要某一点的空气被电离，极间空气便 会部电离，电除尘器发生击穿。因此电除尘器必须设置非均匀电场。
电除尘器的电晕围（也称电晕区）通常局限于电晕线周围几毫米处，电晕区以外的空间称之为电晕外区。电晕区的空气电离后，正离子很快向负（电晕）极移动，只有负离子才会进入电晕外区，向阳极移动。含尘空气通过电除尘器时，由于电晕区的围很小，只有少量的尘粒在电晕区通过，获得正电荷，沉积在电晕极上。大多数尘粒在电晕外区通过，获得负电荷，最后沉积在阳极板上，这就是阳极板称为集尘极的原因。
尘粒荷电是电除尘过程的第一步。在电除器存在两种不同的荷电机理。一种是离子在静电力作用下做定向运动，与尘粒碰撞（点击观看flash模拟动画—碰撞作用荷电），使其荷电，称为电场荷电。另一种是离子的扩散现象导致尘粒荷电，叫做扩散荷电。对dc，以电场荷电为主；对dc，则以扩散荷电为主；~。在工业电除尘器中，通常以电场荷电为主。