将水先通过石英砂过滤颗粒较粗的杂质，再通过阳离子交换树脂，则水中的阳离子被树脂所吸收，树脂上的阳离子H被置换到水中，并和水中的阳离子组成相应的无机酸；含此种无机酸的水再通过阴离子交换树脂OH-被置换到水中，并和水中的H结合成水，再通过反渗透膜过滤即可。去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水。国际标准化组织ISO/TC147规定的“去离子”定义为：“去离子水完全或不完全地去除离子物质。”现在的工艺主要采用RO反渗透的方法制取。应用离子交换树脂去除水中的阴离子和阳离子，但水中仍然存在可溶性的有机物，可以污染离子交换柱从而降低其功效，去离子水存放后也容易引起细菌的繁殖。
