Deiyonizasyon Sistemi, su içerisindeki minerallerin yani katyon ve anyon iyonlarının giderilmesi işlemidir. Bu işlem proseste yer alan ve içerisinde reçine dolgusu bulunan iyon değiştiriciler vasıtasıyla yapılır. Katyon iyonlarının giderildiği üniteye Katyon Değiştirici, anyon iyonlarının giderildiği üniteye de Anyon Değiştirici denir.


Her iki cins reçineyi bir arada bulunduran, yani hem anyonik hem de katyonik iyonların giderildiği üniteye Karışık Yatak İyon Değiştirici (Mixed Bed) denir.


İyon değiştiricilerden geçen ham su, katyonik yüklerini (Ca, Mg, Na) katyon değiştirici reçinelere bağlı H+ iyonu ile, Anyonik yüklerini (Cl, SO4, HCO3, SiO2) ise Anyon değiştirici reçinelere bağlı OH- iyonu ile değiştirirler.


İyon değişimi sonucunda suya verilen OH- ve H+ iyonları kendi aralarında birleşerek su molekülünü oluştururlar. Sistem çıkışında pozitif ve negatif yüklü iyonlarından arındırılan su yüksek oranda saflaştırılmış olur. Su içinde bulunan iyon yüklerini alan reçineler, bir süre sonra doygunluk noktasına ulaşırlar yani istenilen kalitede su üretememeye başlarlar.


Tükenen reçinelerin yeniden tazelenmesi (tuttukları iyonlardan temizlenmesi) rejenerasyon işlemi ile gerçekleşir. Rejenerasyon sırasında anyonik reçine kostik ile katyonik reçine ise asit ile kendini yeniler.