Pour comprendre le fonctionnement de la résine, il est utile de partir de la réaction elle-même : l’échange d’ions est un échange réversible de particules chargées, ou ions, avec des ions de même charge. Les ions retenus sur une matrice de résine insoluble échangent leur place avec des ions de charge similaire présents dans la solution environnante.
Cela se produit parce que les groupes fonctionnels sont des ions fixes, liés de façon permanente au sein de la matrice polymère. Ces charges se lient aisément aux ions de charge opposée apportés par la solution. L’échange se poursuit jusqu’à ce que l’équilibre soit atteint, moment à partir duquel le lit est épuisé d’un point de vue pratique.
En fonctionnement, le flux à traiter traverse le lit de résine. Au passage de la solution le long des billes, les groupes fonctionnels attirent les contre-ions de la solution. Lorsque les sites disponibles sont chargés, la résine est régénérée à l’aide d’une solution concentrée qui inverse la réaction, rétablit la forme ionique initiale et libère les espèces capturées dans un faible volume de déchet facile à gérer. Ce cycle peut être répété de plusieurs centaines à plusieurs milliers de fois.