樹脂の働きを理解するには、反応そのものから出発すると分かりやすくなります。イオン交換とは、荷電粒子すなわちイオンが同符号のイオンと可逆的に入れ替わる現象です。不溶性の樹脂マトリックスに保持されたイオンが、周囲の溶液中に存在する類似電荷のイオンと置き換わります。
これが起きるのは、官能基がポリマーマトリックス内に永続的に結合した固定イオンだからです。これらの電荷は、溶液から供給される反対電荷のイオンと容易に結合します。交換は平衡に達するまで継続し、その時点で樹脂床は実用上その能力を使い切った状態となります。
運転時には、処理対象のストリームが樹脂床を通過します。溶液がビーズの間を通過する際、官能基は溶液中の対イオンを引き寄せます。利用可能なサイトが飽和すると、樹脂は濃厚溶液で再生され、反応を逆転させて元のイオン形を回復するとともに、捕捉した成分を少量で取り扱いやすい廃液として放出します。このサイクルは数百回から数千回繰り返すことができます。