離子交換是以離子交換劑上的可交換離子與液相中離子間發生交換為基礎的分離方法。廣泛采用人工合成的離子交換樹脂作為離子交換劑，它是具有網狀結構和可電離的活 性基團的難溶性高分子電解質。根據樹脂骨架上的活 性基團的不同，可分為陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、兩性離子交換樹脂、螯合樹脂和氧化還原樹脂等。用于離子交換分離的樹脂要求具有不溶性、一定的交聯度和溶脹作用，而且交換容量和穩定性要高。

 按交換基團性質的不同，離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。
 陽離子交換樹脂大都含有磺酸基（-SO3H）、羧基（-COOH）或苯酚基（-C6H4OH）等酸性基團，其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得 到強酸性陽離子交換樹脂，其結構式可簡單表示為R-SO3H，式中R代表樹脂母體，其交換原理為 
      2R-SO3H+Ca2+----（R-SO3）2Ca+2H+
這也是硬水軟 化的原理。
  陰離子交換樹脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（-NH2）或亞胺基（-NH2）等堿性基團。它們在水中能生成OH-離子，可與各種陰離子起交換作用，其交換原理為
     R-N（CH3）3OH+Cl- ----RN（CH3）3Cl+OH-