Die Methode des Ionenaustauschs besteht darin, Rohwasser mit einem kreisförmigen Harz (Ionenaustauschharz) zu filtern, wobei die Ionen im Wasser mit den auf dem Harz festgelegten Ionen ausgetauscht werden. Zwei gängige Methoden des Ionenaustausches sind die Hartwasserverweichung und die Deionisierungsmethode. Hartwasserweichung ist vor allem ein Vorbehandlungsverfahren, das die Wasserqualität vor der Reverse Osmose (RO) Behandlung reduziert. Das kugelförmige Harz in der Weichmaschine weicht die Wasserqualität, indem zwei Natriumionen ein Kalzium- oder Magnesiumion austauschen.

Ionenaustauschharz verwendet Wasserstoffionen zum Austausch von Kationen, während Anionen mit Wasserstoffionen ausgetauscht werden; Ein cation-Austauschharz aus Styrol und Diethylenbenzen, das Sulfonat enthält, tauscht verschiedene auftretende cation (z. B. Na +, Ca2 +, Al3 +) mit Wasserstoffionen aus. Ebenso wird ein Anionen-Austauschharz aus Styrol hergestellt, das Quartarammoniumsalz enthält, durch Wasserstoff-Ionen mit verschiedenen Anionen (wie Cl-) austauscht, die getroffen werden. Die aus dem Kationen-Austauschharz freigegebenen Wasserstoffionen werden mit den aus dem Anionen-Austauschharz freigegebenen Wasserstoff-Ionen kombiniert, um reines Wasser zu erzeugen.

Das Anion-Ionen-Austauschharz kann in verschiedene Ionenaustauschbetten verpackt werden und in sogenannte Anion-Ionenaustauschbetten und Anion-Ionenaustauschbetten unterteilt werden. Es ist auch möglich, das Ionenaustauschharz mit dem Ionenaustauschharz zu mischen und in dasselbe Ionenaustauschbett zu setzen. Egal in welcher Form, wenn das Harz mit den geladenen Verunreinigungen im Wasser die Wasserstoff- und/oder Sauerstoffionen auf dem Harz austauscht hat, muss eine "Regeneration" durchgeführt werden. Das Verfahren der Regeneration ist genau das Gegenteil des Reinigungsverfahrens, bei dem Wasserstoff- und Sauerstoffionen mit den Verunreinigungen auf dem Ionenaustauschharz ausgetauscht werden.

Wenn der Ionenaustausch mit anderen Methoden zur Reinigung der Wasserqualität (z. B. Reverse Osmose, Filtration und Aktivkohlenstoff-Adsorption) kombiniert wird, spielt der Ionenaustausch eine sehr wichtige Rolle im gesamten Reinigungssystem. Der Ionenaustausch kann Ionen effektiv entfernen, aber nicht die meisten organischen Stoffe oder Mikroorganismen. Die Mikroben können sich an das Harz befestigen und das Harz als Kulturmedium verwenden, so dass die Mikroben schnell wachsen und Wärmequellen erzeugen können. Daher muss es in Verbindung mit anderen Reinigungsmethoden konzipiert werden.