离子交换反应是可逆反应,这种反应是在固态的树脂和水溶液接触的界面间发生的.在水溶液中,连接在离子交换树脂骨架上的功能基能离解出可交换的离子B+,该离子在较大范围内可以自由移动并能扩散到溶液中.同时,溶液中的同类型离子A+也能扩散到整个树脂结构内部,这两种离子之间的浓度差推动着它们之间进行交换.其浓度差越大,交换速度就越快.离子交换树脂对不同的离子表现出了不同的交换亲和吸附性能,这种选择性与树脂本身所带有的功能基、骨架结构、交联度有关,也与溶液中离子的浓度、价数有关.一般情况下,离子价数越高,与树脂功能基的静电吸引力越大,亲和力越大；对同价离子而言,原子序数增加,树脂对其选择性也增加.由于阳离子交换剂可以与水中的阳离子进行交换,阳离子交换剂可以与水中的阴离子进行交换,因此,选用合适的交换剂便可去除水中所有的杂质离子,制得纯净的水.制备纯水用的阳离子交换树脂呈酸性,交换基因主要有磺酸基、羧基或酚基等,它们以H+与被处理水中的金属离子交换.阴离子交换树脂呈碱性,其交换基团主要有季胺基【-N(CH3)3OH】、伯胺基（-NH2）等碱性基因,它们在水中能以OH_与水中的阴离子进行交换反应.采用联合处理装置,使被处理水相继通过H+型阳离子交换剂和OH_型阴离子交换剂,与之进行交换,便可得到纯水.