脱盐工艺的主要目的在于制得10-15MΩ·cm以上的纯水。脱盐是工业用水处理中重要环节，它主要采用四种方法，即蒸馏、离子交换、电渗析和反渗透。其中最早采用且应用最广泛的就是蒸馏法，这种方法的应用特点及工艺流程在文献中可以见到。
离子交换是一种固体的离子交换剂和水溶液中的离子进行交换的化学过程。它是工业用水处理中最广泛采用的方法。目前使用最多的离子交换剂是高分子聚合物离子交换树脂。进水通过钠型阳离子交换树脂即可得到软化，通过氢型阳离子交换树脂和氢氧型阴离子交换树脂，则可以除盐。离子交换树脂的最大的特点是失效后可以再生，能够长期反复使用，利用效率高，成本低，水质好。
离子交换脱盐通常适用于含盐量低于500mg/L的进水。离子交换脱盐的初级出水可达到1-10μs/cm电导率，二级的可达0.1-0.2μs/cm电导率。但由于反渗透和膜技术的发展，离子交换在超纯水制备中的应用已受到限制。
常见的离子交换器为由阴床和阳床组成的复床脱盐设备。通阳床的水将去除阳离子即金属离子K+、Na+，形成酸性水；接着酸性水通过阴床去除水中的阴离子，从而达到去除水中无机盐的目的。经过复床脱盐处理的水，出水水质的电阻率一般达到1-5MΩ·cm。阴床和阳床内装的离子交换树脂，按它的粒度大小、密度、含水率、溶胀性及强度来选用。在阴床和阳床内的离子交换树脂，选用的粒度越小越好，树脂层越高，其工作交换容量越大，产水水质也就越好。但必须控制流速，若流速过大，造成阳离子不能充分交换，会产生离子泄漏从而降低产水量。