離子交換樹(shù)脂是一種聚合物，帶有相應的功能基團。一般情況下，常規的鈉離子交換樹(shù)脂帶有大量的鈉離子。當水中的鈣鎂離子含量高時(shí)，離子交換樹(shù)脂可以釋放出鈉離子，功能基團與鈣鎂離子結合，這樣水中的鈣鎂離子含量降低，水的硬度下降。硬水就變?yōu)檐浰�，這是軟化水設備的工作過(guò)程。
    當樹(shù)脂上的大量功能基團與鈣鎂離子結合后，樹(shù)脂的軟化能力下降，可以用氯化鈉溶液流過(guò)樹(shù)脂，此時(shí)溶液中的鈉離子含量高，功能基團會(huì )釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結合，這樣樹(shù)脂就恢復了交換能力，這個(gè)過(guò)程叫作“再生”。 
    由于實(shí)際工作的需要， 軟化水設備的標準工作流程主要包括：工作(有時(shí)叫做產(chǎn)水，下同)、反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、快沖洗五個(gè)過(guò)程。不同軟化水設備的所有工序非常接近，只是由于實(shí)際工藝的不同或控制的需要，可能會(huì )有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎的軟化水設備都是在這五個(gè)流程的基礎上發(fā)展來(lái)的(其中，全自動(dòng)軟化水設備會(huì )增加鹽水重注過(guò)程)。
    反洗：工作一段時(shí)間后的設備，會(huì )在樹(shù)脂上部攔截很多由原水帶來(lái)的污物，把這些污物除去后，離子交換樹(shù)脂才能完全曝露出來(lái)，再生的效果才能得到保證。反洗過(guò)程就是水從樹(shù)脂的底部洗入，從頂部流出，這樣可以把頂部攔截下來(lái)的污物沖走。這個(gè)過(guò)程一般需要5-15分鐘左右。
    吸鹽(再生)：即將鹽水注入樹(shù)脂罐體的過(guò)程，傳統設備是采用鹽泵將鹽水注入，全自動(dòng)的設備是采用專(zhuān)用的內置噴射器將鹽水吸入(只要進(jìn)水有一定的壓力即可)。在實(shí)際工作過(guò)程中，鹽水以較慢的速度流過(guò)樹(shù)脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹(shù)脂的效果好，所以軟化水設備都是采用鹽水慢速流過(guò)樹(shù)脂的方法再生，這個(gè)過(guò)程一般需要30分鐘左右，實(shí)際時(shí)間受用鹽量的影響。
    慢沖洗(置換)：在用鹽水流過(guò)樹(shù)脂以后，用原水以同樣的流速慢慢將樹(shù)脂中的鹽全部沖洗干凈的過(guò)程叫慢沖洗，由于這個(gè)沖洗過(guò)程中仍有大量的功能基團上的鈣鎂離子被鈉離子交換，根據實(shí)際經(jīng)驗，這個(gè)過(guò)程中是再生的主要過(guò)程，所以很多人將這個(gè)過(guò)程稱(chēng)作置換。這個(gè)過(guò)程一般與吸鹽的時(shí)間相同，即30分鐘左右。     快沖洗：為了將殘留的鹽徹底沖洗干凈，要采用與實(shí)際工作接近的流速，用原水對樹(shù)脂進(jìn)行沖洗，這個(gè)過(guò)程的出水應為達標的軟水。一般情況下，快沖洗過(guò)程為5-15分鐘。
應用1）水處理
    水處理領(lǐng)域離子交換樹(shù)脂的需求量很大，約占離子交換樹(shù)脂產(chǎn)量的90%，用于水中的各種陰陽(yáng)離子的去除。目前，離子交換樹(shù)脂的大消耗量是用在火力發(fā)電廠(chǎng)的純水處理上，其次是原子能、半導體、電子工業(yè)等。
    2）食品工業(yè)
離子交換樹(shù)脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)裝置上。例如：高果糖漿的制造是由玉米中萃出淀粉后，再經(jīng)水解反應，產(chǎn)生葡萄糖與果糖，而后經(jīng)離子交換處理，可以生成高果糖漿。離子交換樹(shù)脂在食品工業(yè)中的消耗量?jì)H次于水處理。
    3）制藥行業(yè)
    制藥工業(yè)離子交換樹(shù)脂對發(fā)展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質(zhì)量改良具有重要作用。鏈霉素的開(kāi)發(fā)成功即是突出的例子。近年還在中藥提成等方面有所研究。
    4）合成化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè)
    在有機合成中常用酸和堿作催化劑進(jìn)行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹(shù)脂代替無(wú)機酸、堿，同樣可進(jìn)行上述反應，且優(yōu)點(diǎn)更多。如樹(shù)脂可反復使用，產(chǎn)品容易分離，反應器不會(huì )被腐蝕，不污染環(huán)境，反應容易控制等。     甲基叔丁基醚（MTBE）的制備，就是用大孔型離子交換樹(shù)脂作催化劑，由異丁烯與甲醇反應而成，代替了原有的可對環(huán)境造成嚴重污染的四乙基鉛。  
    5）環(huán)境保護
離子交換樹(shù)脂已應用在許多非常受關(guān)注的環(huán)境保護問(wèn)題上。目前，許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質(zhì)，這些可用樹(shù)脂進(jìn)行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影制片廢液里的有用物質(zhì)等。 
    6）濕法冶金及其他
離子交換樹(shù)脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。