离子交换树脂制成离子交换膜，利用交换膜对阴、阳离子的选择透过性，在直流电场作用下，使部分水中的盐浓度提高，而其余的水中含盐量下降。
电渗析（ED）是在直流电场作用下，利用荷电离子膜的反离子迁移原理从水溶液和其他不带电组分中分离带电离子的膜过程，是一个以电位差为推动力的膜分离过程。在电渗析器内设置多组交替排列的阴、阳离子交换膜，在直流电场作用下，阳离子穿过阳膜向负极方向运动；阴离子穿过阴膜向正极方向运动。这样就形成了去除水中离子的淡水室和浓缩离子的浓水室，将浓水排放，得到的淡水即为去盐水。这一过程就是电渗析除盐的原理。
电渗析除盐的方式有： ①一次式。原水经过膜堆内部串联的各段，直接在出口流出淡水。此法除盐范围较广，但所需膜的面积大，设备内部压力损失也较大，仅能用于水量小的场合。②批量循环式。设有淡水、浓水循环池，淡水循环水池的水循环进入电渗析器，直到淡水池含盐量合格时即生产出一池淡水。仅能用于含盐量高，产水量低的情况。③连续部分循环式。设备与批量循环式相似，在淡水池中边抽淡水，边补充同样量的原水，此法可连续生产，用于水量中等的除盐设备。④多段连续式。以多台电渗析器串联应用，台数按原水盐浓度、脱盐要求及每段的去除率而定。如每段去除率在25～60%，一般为2～6台。此式可用作大规模除盐设备。
电渗析法脱盐所需能量与被处理水的盐浓度成正比，在脱盐时，能耗较大