利用離子交換膜在電位差推動力的作用下，從水溶液中脫除離子的一種分離技術。如圖所示，當氯化鈉水溶液流過兩膜間的隔室時，在電場作用下，溶液中帶正電荷的鈉離子做定向連續(xù)遷移，滲透通過帶負電荷的陽離子交換膜，被陰離子交換膜阻擋；與此同時，溶液中帶負電荷的氯離子連續(xù)滲透通過陰離子交換膜。這種反離子的定向遷移結果是每隔一室溶液中的離子濃度增加，而與其相見的另一隔室內的溶液中離子濃度下降。

一般稱溶液離子濃度增加的隔室稱為濃縮室，其溶液稱為溶液或鹽水；溶液離子濃度降低的隔室稱為淡化室，其溶液稱為稀溶液或淡水。從而使離子得到了分離和濃縮，海水得到淡化。