A troca iônica é uma reação química reversível na qual íons dissolvidos são removidos da solução e substituídos por outros íons de carga elétrica igual ou semelhante. A resina não é consumida como reagente químico; ela atua como um meio físico que facilita as reações de troca iônica.
A própria resina é constituída por polímeros orgânicos que formam uma rede de hidrocarbonetos. Distribuídos por essa matriz polimérica estão os sítios de troca iônica, onde grupos funcionais portadores de íons carregados positivamente (cátions) ou negativamente (ânions) estão ligados de forma permanente. Esses grupos funcionais atraem prontamente íons de carga oposta.
Duas famílias dominam a prática industrial: as resinas catiônicas, que portam grupos funcionais ácidos como o ácido sulfônico, e as resinas aniônicas, que portam grupos básicos como o amônio quaternário. A escolha entre elas depende de qual íon precisa ser removido.