El intercambio iónico es una reacción química reversible en la que los iones disueltos se eliminan de la solución y se sustituyen por otros iones de carga eléctrica igual o similar. La resina no se consume como reactivo químico; actúa más bien como un medio físico que facilita las reacciones de intercambio iónico.
La resina en sí está formada por polímeros orgánicos que constituyen una red hidrocarbonada. Distribuidos por esta matriz polimérica se encuentran los sitios de intercambio iónico, donde los grupos funcionales portadores de iones cargados positivamente (cationes) o negativamente (aniones) están unidos de forma permanente. Estos grupos funcionales atraen fácilmente los iones de carga opuesta.
Dos familias dominan la práctica industrial: las resinas catiónicas, que portan grupos funcionales ácidos como el ácido sulfónico, y las resinas aniónicas, que portan grupos básicos como el amonio cuaternario. La elección entre unas y otras depende del ion que deba eliminarse.