大規模海水淡化將具備成本優勢，海水淡化技術目前已較為成熟，耗能指標也大幅降低。淡化技術主要分為蒸餾法(熱法)和膜法兩大類。具體細分超過20餘種，國際上已商業化應用的技術主要包括反滲透法、低溫多效、多級閃蒸等，以及微濾、超濾、納濾等多項預處理和後處理工藝。雖然海水淡化技術業已成熟，但由於其成本比其他淡水資源的成本高，因此在中國還沒有發展到大規模商業化應用階段。如不考慮初期基建投資，淡化水成本約為4.5元~8元/噸。但有專家表示，雖然目前這一價格仍高於自來水用水價格，但是隨著水資源日益缺乏，自來水價格也將節節攀升，不久的將來，或將與海水淡化成本並“價”齊驅，大規模海水淡化應用將具備成本優勢。而且，相比南水北調，對於北方沿海地區，海水淡化更具有經濟價值。目前，中國海水淡化主要有3方面用途：一是生產城鎮居民和海島軍民的生活用水。二是生產工業企業生產用水，特別是作為鍋爐補充水等工業用高純水。三是進行海水化學資源綜合利用，發展迴圈經濟，培育海水利用產業鏈。截至2014年年底，全國已建成海水淡化工程112個，產水規模92.69萬噸/日。全國已建成萬噸級以上海水淡化工程27個，千噸級以上、萬噸級以下海水淡化工程34個，千噸級以下海水淡化工程51個。近年來中國實現了海水淡化關鍵技術突破，成為世界上少數能完整自主設計建設海水淡化工程的國家之一。