離子交換樹脂的原理即是離子交換樹把溶液中的鹽分脫離出來的過程：離子交換樹脂作用環境中的水溶液中，含有的金屬陽離子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基團，在水中易生成H+離子)上的H+ 進行離子交換，使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上，而樹脂上的H+交換到水中，（即為陽離子交換樹脂原理）；水溶液中的陰離子(Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂（含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亞胺基（—NH2）等鹼性基團，在水中易生成OH-離子）上的OH-進行交換，水中陰離子被轉移到樹脂上，而樹脂上的OH-交換到水中，（即為陰離子交換樹脂原理）。而H+與OH-相結合生成水，從而達到脫鹽的目的，如下圖： 離子交換樹脂原理圖 以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類，離子交換樹脂工作原理（即水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達）： 陽離子交換樹脂：R—H+Na+ R—Na+H+ 陰離子交換樹脂：R—OH+Cl- R—Cl+OH- 陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成： RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O 由此可看出，水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代,而反應生成物只有H2O,故達到了去除水中鹽的作用。 以上，又稱為陰陽離子交換樹脂原理、離子交換樹脂工作原理。