Um zu verstehen, wie das Harz funktioniert, hilft es, von der Reaktion selbst auszugehen: Der Ionenaustausch ist ein reversibler Austausch geladener Teilchen, also von Ionen, gegen solche gleicher Ladung. Auf einer unlöslichen Harzmatrix gehaltene Ionen tauschen ihre Plätze mit Ionen ähnlicher Ladung in der umgebenden Lösung.
Dies geschieht, weil funktionelle Gruppen fixierte Ionen sind, die permanent in der Polymermatrix gebunden sind. Diese Ladungen binden bereitwillig Ionen entgegengesetzter Ladung, die aus der Lösung zugeführt werden. Der Austausch läuft weiter, bis das Gleichgewicht erreicht ist; ab diesem Punkt ist das Bett für praktische Zwecke erschöpft.
Im Betrieb strömt der zu behandelnde Strom durch das Harzbett. Während die Lösung an den Perlen vorbeifließt, ziehen die funktionellen Gruppen Gegenionen aus der Lösung an. Sind die verfügbaren Stellen beladen, wird das Harz mit einer konzentrierten Lösung regeneriert, die die Reaktion umkehrt, die ursprüngliche Ionenform wiederherstellt und die erfassten Spezies in einem kleinen, beherrschbaren Abwasservolumen freisetzt. Dieser Zyklus kann hundert- bis tausendfach wiederholt werden.