Ionentauscher sind im Bereich der Wasserreinigung in der Wasseraufbereitung zu sehr reinem Prozesswasser, aber auch in der Abwasserreinigung im Einsatz.
Dabei gibt es Unterscheidungen in Anionentauscher und Kationentauscher. Erst genannte binden Anionen wie Sulfat oder Chlorid, die letztgenannten binden Kationen wie Calcium oder Magnesium. Ferner unterscheidet man zwischen schwachen und starken Ionentauschern. Generell werden die Ionen, welche dem Wasser entzogen werden sollen, am Ionentauscher gegen andere Anionen oder Kationen ausgetauscht. So bleibt eine Neutralität der Ladungen erhalten. Die ausgetauschten Ionen sind am Ionentauscher weniger stark gebunden als die aus dem Wasser zu entfernenden Ionen. Außerdem sollen sie für das gereinigte Wasser keine neuen Verunreinigungen eintragen. Daher sind die ausgetauschten Ionen meistens Hydroxydionen (OH-) als Anionen und Wasserstoffionen (H+) als Kationen.
So kann durch Entsalzung mit Ionentauschern aus salzigem Meerwasser Trinkwasser gewonnen werden. Mit starken Ionentauschern können auch geringe Konzentrationen von Schadstoffen aus dem Wasser entfernt werden, z. B. bei der Aufbereitung von Kesselspeisewasser in der Enthärtung des Wassers.
Um wirtschaftlich arbeiten zu können, sind die meisten Ionentauscher regenerierbar. Dazu werden Anionentauscher durch starke Laugen wieder mit Hydroxidionen beladen, wobei die gebundenen Schadstoffe durch die hohe Konzentration der Hydroxidionen in der starken Lauge verdrängt werden. In ähnlicher Weise werden Kationentauscher mit starken Säuren regeneriert.


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