对普通电渗析器来说，随着电渗析过程的进行，淡室电阻越来越高，浓室电阻越来越低。为了克服淡室电阻增大的弊病，可在淡室隔板中填充混合阴、阳离子交换树脂。像这种在淡室隔板中充填离子交换树脂的电渗析器，就简称为离子交换树脂电渗析器。
离子交换树脂电渗析器之所以能长期稳定运行制得高纯水，是由于在直流电场的作用下，电渗析器内的离子交换膜和混合离子交换树脂对水中电解质离子综合作用的结果。同时参与综合作用的过程可能是：
1、电渗析过程：与普通电渗析器的作用相仿，在直流电场中，利用离子交换膜的选择透过性，使淡室的电解质离子迁移到浓室达到淡化脱盐的目的。
2、离子通过离子交换树脂的迁移过程：由于树脂的存在，水中离子在电场中的迁移速度大大增加，离子在淡室中的迁移可能有三种途径：①仅通过水溶液。②仅通过相互接触的具有相同电性的可交换离子的离子交换树脂颗粒。③既通过溶液，又通过具有相同电性的可交换离子的离子交换树脂颗粒。
3、离子交换树脂的交换过程：装填在隔板内的离子交换树脂，可以与水中的电解质离子进行离子交换反应，达到进一步除盐的目的。
4、电化学再生作用：在离子交换树脂电渗析器中，极化作用除了使膜表面滞留层内的水发生电离外，离子交换树脂颗粒表面的滞留层内的水也会发生电离作用，由此生成的氢离子和氢氧根离子可以对离子交换树脂起再生作用。再生出来的阴离子大多在相应的阴树脂内向阳极方向迁移，而再生出来的阳离子则相反地向阴极方向迁移。与一般离子交换法不同的是：在此类电渗析器中，树脂的交换反应和电化学再生作用是同时进行的，只是在不同的电流密度下，不同的反应占优势而已。
在离子交换树脂电渗析器中，上述几个过程是同时发生的。前三个作用能提高水质，后一个过程保证电渗析器能长期运行。这几个作用显然是相互对立而又相辅相成的，也正因为如此，它才兼备了电渗析法和离子交换法的一些优点，而又不同于它们，成为制备高纯水的一种独特的新工艺。