Demineralizace je odstranění rozpuštěných minerálů, které při odpařování vody tvoří soli. Tyto soli mají korozivní vlastnosti a musí být odstraněny pro průmyslové procesy, aby nepoškodily zařízení, jako jsou vysokotlaké kotle. Při demineralizaci iontovou výměnou se soli nahrazují vodíkem a hydroxidem, čímž vzniká čistá voda.
Voda z různých zdrojů bude mít různou koncentraci minerálů. Dešťová voda neobsahuje téměř žádné minerály, zatímco mořská voda má velmi vysoký obsah minerálů. Množství minerálů ve vodě lze měřit posouzením množství celkových rozpuštěných pevných látek a také vodivosti vody.
Demineralizační systémy jsou určeny ke snížení obsahu minerálů ve vodě. Podobně jako při změkčování se při demineralizačních procesech s iontovou výměnou používají kationtové pryskyřice k odstranění kationtů a aniontové pryskyřice k odstranění aniontů.
V demineralizačních systémech s iontovou výměnou však iontové pryskyřice odstraní všechny minerální soli s výjimkou stopových množství sodíku a koloidního (nerozpuštěného) oxidu křemičitého. Typickými kationty, na jejichž odstranění se zaměřují, jsou vápník (Ca++), hořčík (Mg++), sodík (Na+), draslík (K+) a železo (Fe++). Typické anionty určené k odstranění jsou hydrogenuhličitany (HCO3-), chloridy (Cl-), sírany (SO4–), dusičnany (NO3-) a oxid křemičitý SiO2).
Výkonnost demineralizačních systémů závisí na chemismu přitékající vody, konstrukci systému (souproudý nebo protiproudý), typu instalované pryskyřice a typu a koncentraci regenerantu.

.