自来水中常含有钠、钙、镁、氯、盐、矽等溶解盐。这些盐是由负电离子（负离子）和正电离子（正离子）组成。反渗透可以除去其中超过99%的离子。自来水也含有微量金属，溶解的气体（如CO2）和其他必须在工业处理中去除的弱离子化的化合物（如矽和硼）。交换反应在模组的纯化学室进行，在那里阴离子交换树脂用它们的氢氧根据离子（OH）来交换溶解盐中的阴离了（如氯离子C1）。相应地，阳离子交换树脂用它们的氢离子（H）来交换溶解盐中的阳离子（如Na）。在位于模组两端的阳（+）和阴（-）之间加一直流电场。电势就使交换到树脂上的离子沿着树脂粒的表面迁移并通过膜进入浓水室。阳吸引负电离子（如OH，CI）这些离子通过阴离子膜进入相临的浓水流却被阳离子选择膜阻隔，从而留在浓水流中。阴吸引纯水流中的阳离子（如H，Na）。