在外磁場約束下產生反射放電的離子源，是弧放電離子源的改進。在弧放電離子源中，陽極另一端和陰極對稱的位置上，裝一與陰極等電位的對陰極，使陰極發射的電子流在中空的陽極內反射振蕩，提高了電離效率，改變了放電機制。陰極一般用鎢塊制成，由電子轟擊加熱，稱間熱陰極離子源。反射放電電壓較高時，可在冷陰極狀態下工作。這時離子源結構更加簡單，稱為冷陰極離子源。對于功率較大的離子源，陰極被放電所加熱，達到電子熱發射溫度，被稱為自熱陰極離子源。
為產生非氣態元素的離子，將該元素饋入離子源的方法有多種。簡單的方法是使用氣體化合物，也可導入該元素的蒸氣。某些固體物質還可鍍在陰極表面或陽極腔壁上，靠放電中的濺射作用將該物質導入放電區。