相対的に質量が大きいイオンをいう。通常は、炭素より重い元素のイオンを重イオンと分類するので、水素やヘリウムのイオンは軽イオンである。リチウムより重い元素のイオンを重イオンと呼ぶ場合もある。放射線医学研究所にある重イオン加速器では、炭素イオンを用いて癌治療に成果をあげている。また、日本原子力研究所にあるタンデム型の重イオン加速器では、様々な重イオンを用いて天然にない超ウラン元素や、不安定核種の生成による核物理の研究、材料の照射損傷や物性研究が行われている。