一般自然水域暗中存在鈉、鈣、鎂、氯化物、鹽、碳氫鹽等溶解物。這些化合物由帶負電荷的陰離子和帶正電荷的陽離子組成。通過反滲透（RO）的處理，95%-99%以上的離子可以被去除。RO純水（EDI給水）電阻率的一般范圍是0.05-1.0MΩ?cm，即電導率的范圍為20-1μS/cm。根據(jù)相應的情況，去離子水電阻率的范圍一般為5-18 MΩ?cm。另外，原水中也可能包括其它微量元素、溶解的氣體例如CO2）和一些弱電解質(zhì)（例如硼，二氧化硅），這些雜質(zhì)在工業(yè)除鹽水中必須被除掉。但是反滲透過程對于這些雜質(zhì)的清除效果較差。因此，EDI的作用就是通過除去電解質(zhì)(包括弱電介質(zhì))的過程，將水的電阻率從0.05-1.0MΩ?cm提高到5-18 MΩ?cm。

離子交換膜和離子交換樹脂的工作原理相近，可以選擇性地透過離子，其中陰離子交換膜只允許陰離子通過，不允許陽離子通過；而陽離子交換膜只允許陽離子透過，不允許陰離子透過。在一對陰陽離子交換膜之間填充混合離子交換樹脂就形成了一個EDI單元。陰陽離子交換膜之間由混合離子交換樹脂占據(jù)的空間被稱為淡水室。將EDI單元羅列在一起，使陰離子交換和陽離子交換膜交替排列，在離子交換膜之間添加特殊的離子交換樹脂，其形成的空間被稱為濃水室。在給定的直流電壓的推動下，在淡水室中，離子交換樹脂中的陰陽離子分別向正、負極遷移，并透過陰陽離子交換膜進入濃水室，同時給水中的離子被離子交換樹脂吸附而占據(jù)由于離子電遷移而留下的空位。事實上離子的遷移和吸附是同時發(fā)生的。通過這樣的過程，給水中的離子穿過離子交換膜進入到濃水室被除去而成為除鹽水。

帶負電荷的陰離子（例如OH-、C1-）被正極（+）吸引而通過陰離子交換膜，進入到鄰近的濃水室。此后這些離子在繼續(xù)向正極遷移中遇到鄰近的陽離子交換膜，而陽離子交換膜不允許陰離子通過，這些離子即被阻隔在濃水中。淡水流中的陽離子（例如Na+ 、H+）一類似的方式被阻隔在濃水室。在濃水室，透過陰陽膜的離子維持電中性。

EDI組件電流量和離子遷移量成正比。電流量由兩部分組成，一部分源于被除去離子的遷移，另一部分源于水本身電離產(chǎn)生的H+和OH-離子的遷移。

在EDI組件中存在較高的電壓梯度，在其作用下，水會電解產(chǎn)生大量的H+和OH-。這些就地產(chǎn)生的H+和OH-離子交換樹脂有連續(xù)再生的作用。

EDI組件中的離子交換樹脂可以分為兩部分，一部分稱作工作樹脂，另一部分稱作拋光樹脂，二者的界限稱為工作前沿。工作樹脂承擔著除去大部分離子的任務，而拋光樹脂則承擔著去除弱電解質(zhì)等較難清除離子的任務。

EDI給水的預處理是EDI實現(xiàn)性能和減少設備故障的首要前提條件。給水里的污染物會對除鹽組件有負面影響，增加維護量并降低膜組件的壽命。