L'échange d'ions est un processus chimique naturel par lequel un ion en solution (généralement aqueuse) est échangé contre un autre. Une application commerciale très courante de ce principe se trouve dans de nombreuses maisons équipées d'un adoucisseur d'eau.
Dans les applications industrielles telles que les systèmes d'eau déionisée utilisés dans la production d'eau ultrapure, les cations libres d'origine naturelle (Ca, Mg, Fe, etc.) sont éliminés de l'eau et remplacés par H+ et les anions libres (SO4, Cl, F, etc.) sont remplacés par OH-.
La capacité d'une résine à absorber des cations ou des anions cibles est limitée et, lorsqu'elle est épuisée, la résine doit être régénérée. Les réactions d'échange d'ions sont généralement réversibles et le processus de régénération inverse les réactions en libérant les sites d'échange d'ions précédemment "consommés" lors de l'absorption de l'espèce cible.