离子交换(ion exchange)，是指固体材料(即离子交换树脂)与水溶液中的离子发生置换而达到去除杂质的目的。离子交换纯化技术常用于水处理、电子工业、食品工业、医药工业等领域。
离子交换树脂是离子交换技术中最主要的工具，分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。以水处理为例，通过配置不同的离子交换树脂，就能达到去除不同离子的目的，常见的如硬水处理、除铁除锰、去除重金属等。
离子交换原理利用固体离子交换树脂中的离子，与水中的对应离子发生置换，如氢离子(H )与金属和铵基离子(NH4 )的交换、氢氧根离子(OH-)与碱金属离子(na )钙离子(Ca2 )、镁离子(Mg2 )等的交换。这样，水中的杂质离子就被离子交换树脂吸附或交换掉而去除，从而达到净化的目的。
除了家中水处理，离子交换技术还应用于电子工业。在芯片制造中，去除微小颗粒、有害离子，以提高芯片质量。此外，食品工业利用离子交换纯化技术去除色味物质、重金属等。医药工业则应用离子交换技术制备高纯度药品，如乙酰胆碱、氨基酸等。