L’échange d’ions est une réaction chimique réversible au cours de laquelle les ions dissous sont retirés de la solution et remplacés par d’autres ions de charge électrique identique ou similaire. La résine n’est pas consommée comme réactif chimique ; elle agit plutôt comme un support physique qui facilite les réactions d’échange d’ions.
La résine elle-même est constituée de polymères organiques formant un réseau hydrocarboné. Dans cette matrice polymère sont répartis des sites d’échange d’ions, où des groupes fonctionnels porteurs d’ions chargés positivement (cations) ou négativement (anions) sont liés de façon permanente. Ces groupes fonctionnels attirent aisément les ions de charge opposée.
Deux familles dominent la pratique industrielle : les résines cationiques portant des groupes fonctionnels acides tels que le groupe acide sulfonique, et les résines anioniques portant des groupes basiques tels que le groupe ammonium quaternaire. Le choix entre elles dépend de l’ion à éliminer.