阴、阳离子交换器是分别填装阴树脂和阳树脂的交换器。阳离子交换器用于去除正电荷离子（阳离子），阴树脂用于去除负电荷离子（阴离子）。
阳离子交换树脂是将H+离子置换成阳离子，诸如钙、镁和钠离子；阴离子交换树脂是将OH-离子置换成阴离子，如氯离子、硫酸根离子和重碳酸根离子，置换的H+和OH-合成形成水，去除水中的离子。
树脂的交换能力是有限的，在其交换能力耗尽之后必须进行再生。交换能力的耗尽出现吸附离子之间达到平衡状态的时候，阳离子树脂的再生是利用酸进行处理，一般用盐酸再生，即用H+离子进行填充。阴离子树脂的再生一般使用氢氧化钠，即用OH-离子填充。再生可以用再生过的交换柱去离子设备在柱外进行，也可以通过安装可再生的去离子设备和再生设备以及化学药剂的方法在柱内进行。