离子交换器分为阳离子交换器、阴离子交换器及混合离子交换器等。阳离子交换器主要用于去除水中的阳离子，软水器即属于阳离子交换器的一种，阴离子交换器主要用于去除水中的阴离子，混合离子交换（简称混床）是通过离子交换树脂在电解质溶液中进行的，可去除水中的各种阴、阳离子，是目前制备高纯水工艺流程中不可替代的手段。
当原水通过离子交换柱时，水中的阳离子和水中的阴离子（HCO-等离子）与交换柱中的阳树脂的H+和阴树脂的OH-进行交换，从而达到脱盐的目的。阳、阴混柱的不同组合可使水质达到更高的要求。阳树脂包括强酸和弱酸性两种，阴树脂包括强碱和弱碱性两种。同一种树脂对不同离子的亲和能力不同，对亲和能力强的离子优先选择，因此应根据所要除去的离子的不同来选择合适的树脂类型。
离子交换有广泛的应用领域。在给水处理中，可用于水质软化和脱盐，制取软化水、纯水和超纯水；在废水处理中，可除去废水中的某些有害物质，回收有价值化学品、重金属和稀有元素；在国防、化工、生物制药等方面，能有效的进行分离、浓缩及提纯等功能。