La seconda energia di ionizzazione è l'energia necessaria per rimuovere un secondo elettrone da un atomo dopo che uno è già stato rimosso. Ci vuole sempre energia per rimuovere gli elettroni dagli atomi, anche se la quantità di energia varia notevolmente. Questo processo è noto come ionizzazione, che rende gli ioni caricati da atomi neutri.
La quantità di energia richiesta per ogni ionizzazione aumenta, quindi la seconda energia di ionizzazione è sempre maggiore della prima energia di ionizzazione. Questo perché è più difficile rimuovere un elettrone da uno ione caricato positivamente rispetto a un atomo neutro. Alcuni elementi come il sodio perdono i loro primi elettroni con solo un po 'di energia ma richiedono molta più energia per la seconda ionizzazione. Altri hanno una progressione più costante delle energie di ionizzazione.