离子交换是一种可逆的化学反应，其中从溶液中除去溶解的离子并用相同或类似电荷的其他离子替换。 IX树脂本身不是化学反应物，而是促进离子交换反应的物理介质。树脂本身由形成烃网络的有机聚合物组成。整个聚合物基质是离子交换位点，其中带正电离子（阳离子）或带负电离子（阴离子）的所谓“官能团”固定在聚合物网络上。这些官能团容易吸引相反电荷的离子。

IX树脂的几何形状，尺寸和结构可以在不同类型之间变化。大多数IX交换系统使用由微小的多孔微珠组成的树脂床，尽管一些系统（例如用于电渗析的系统）使用片状网状树脂。 IX树脂珠通常是小的和球形的。根据应用和系统设计，树脂珠粒可具有均匀的粒度或高斯尺寸分布。大多数应用使用具有半透明外观的凝胶树脂珠，并提供高容量和化学效率。大孔树脂由于其不透明的白色或黄色外观而可识别，通常保留用于苛刻的条件，因为它们具有相对较高的稳定性和耐化学性。IX树脂基质通过在称为聚合的过程中使烃链彼此交联而形成。 交联使树脂聚合物具有更强，更有弹性的结构和更大的容量。虽然大多数IX树脂的化学组成是聚苯乙烯，但某些类型是由丙烯酸（丙烯腈或丙烯酸甲酯）制造的。 然后树脂聚合物经历一种或多种化学处理以将官能团结合到位于整个基质中的离子交换位点。 这些官能团赋予IX树脂其分离能力，并且从一种树脂到下一种树脂会有很大差异。 最常见的成分包括：要完全了解IX树脂的工作原理，首先要了解离子交换反应的原理非常重要。简而言之，离子交换是带电粒子或离子的可逆交换与相同电荷的交换。当存在于不溶性IX树脂基质上的离子有效地与周围溶液中存在的类似电荷的离子交换位置时，会发生这种情况.