離子交換是一個單元操作過程，在這個過程中，通常涉及到溶液中的離子與不溶性聚合物(含有固定陰離子或陽離子)上的反離子之間的交換反應。

采用離子交換法時，廢水首先經過陽離子交換柱，其中帶正電荷的離子(Na+等)被H+置換而滯留在交換柱內；之后，帶負電荷的離子(CI-等)在陰離子交換柱中被OH-置換，以達到除鹽的目的。

但該法一個主要問題是廢水中的固體懸浮物會堵塞樹脂而失去效果，還有就是離子交換樹脂的再生需要高昂的費用且交換下來的廢物很難處理。