Lo scambio ionico è una reazione chimica reversibile in cui gli ioni disciolti vengono rimossi dalla soluzione e sostituiti con altri ioni di carica elettrica uguale o simile. La resina non viene consumata come reagente chimico; agisce piuttosto come un mezzo fisico che facilita le reazioni di scambio ionico.
La resina è costituita da polimeri organici che formano una rete idrocarburica. All'interno di questa matrice polimerica sono distribuiti i siti di scambio ionico, dove sono legati in modo permanente gruppi funzionali che portano ioni carichi positivamente (cationi) o negativamente (anioni). Questi gruppi funzionali attraggono facilmente gli ioni di carica opposta.
Nella pratica industriale dominano due famiglie: le resine cationiche, che portano gruppi funzionali acidi come l'acido solfonico, e le resine anioniche, che portano gruppi basici come l'ammonio quaternario. La scelta tra le due dipende dallo ione che deve essere rimosso.