离子交换是除去水中离子态物质的水处理方法之一。离子交换树脂是去除水中杂质的主要材料。在离子交换过程中，水中的阳离子如K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+等与阳离子交换树脂上的H+ 进行交换，水中阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中，水中的阴离子如Cl-、HCO3-、SO42-等与阴离子交换树脂上的OH-进行交换，水中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH- 交换到水中。而H+ 与OH- 相结合生成水。(见下图)从而达到脱盐的目的。

离子交换树脂是由带有电荷位点的聚合物构成的，电荷位点处可以发生离子交换。合成的离子交换树脂通常都是由多孔微球制备的，这些微球的表面和孔径大小非常适合离子的附着。