当水中含有的金属阳离子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，在水中易生成H+离子)上的H+ 进行离子交换，使得溶液中的阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中，（即为阳离子交换树脂原理）；当水中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂（含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团，在水中易生成OH-离子）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，（即为阴离子交换树脂原理）。而H+与OH-相结合生成水，从而达到脱盐的目的。
离子交换树脂的化学性质： 酸碱性。 H型树脂能在水中离解出H+, OH型树脂能在水中离解出OH-，因此，离子交换树脂分别具有酸性或碱性的特性。各种树脂的离解能力不同 , 其酸碱性的强弱也不同。强型树脂(强酸性或强碱性）的离解能力大，其离子交换能力不受溶液pH值的影响；而弱型（弱酸性或弱碱性)离子交换树脂的离解能力小，在水溶液低时，弱酸性树脂不能电离或部分电离，而在碱性溶液中有较高的离解能力；反之，弱碱性树脂则在酸性溶液中有较高的离解能力。使用清洗剂能有效保护设备不被腐蚀。 离子交换树脂的这一特性决定了树脂能够使用的pH值范围：强酸性阳离子交换树脂(RSO3H)，其工作范围为pH=l~14;弱酸性阳树脂（RCOOH)的工作范围为pH = 5~14;同样，强碱性阴树脂(R=NOH)可以在PH= 1 ~ 14范围内进行离子交换；而弱碱阴树脂则只能在PH=1~9范围内进行交换。使用清洗剂能有效保护设备不被腐蚀。
强酸性阳离子树脂这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个离子交换树脂，反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。 树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。
