В книге излагается современное состояние физики процессов ионизации в атом-атомных столкновениях с участием возбужденных и нормальных частиц. Для столкновений в интервале тепловых и субтепловых температур представлены основные характеристики реакций хемоионизации, включающих ассоциативную и пеннинговскую ионизации. Приведен относящийся к ним справочный материал для широкого диапазона изменений значения главного квантового числа возбужденного атома в условиях низкотемпературной плазмы и атомно-молекулярных пучков. Кроме классических методов теории столкновений, изложение которых дается в кратком обзорном виде, рассмотрены также сравнительно новые подходы, основанные на формализме нелинейной механики, в частности на понятии динамического хаоса. Соответствующие разделы книги используют современный математический аппарат с широким применением различных модификаций коротковолнового приближения. Показано, что развитие так называемого режима динамического хаоса является скорее типичным, нежели случайным явлением при столкновениях частиц с участием высоковозбужденных (ридберговских) состояний. Описаны квазиклассические модели для квазимолекулярных комплексов, позволяющие адекватно сопоставлять варианты детерминированного и стохастического подходов в физике атомных столкновений. Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов, специализирующихся в областях: физика низкотемпературной плазмы, химическая физика и их технических приложений.