Demineralisierung ist die Entfernung von gelösten Mineralien, die beim Verdampfen von Wasser Salze bilden. Diese Salze haben korrosive Eigenschaften und müssen bei industriellen Prozessen entfernt werden, damit sie die Anlagen, z. B. Hochdruckkessel, nicht beschädigen. Bei der Entmineralisierung durch Ionenaustausch werden die Salze durch Wasserstoff und Hydroxid ersetzt, um reines Wasser zu erhalten.
Wasser aus verschiedenen Quellen weist unterschiedliche Konzentrationen von Mineralien auf. Regenwasser hat fast keine Mineralien, während Meerwasser einen sehr hohen Mineraliengehalt aufweist. Die Menge an Mineralien im Wasser kann durch die Bestimmung der Gesamtmenge an gelösten Feststoffen sowie der Leitfähigkeit des Wassers gemessen werden.
Entmineralisierungssysteme dienen dazu, den Mineraliengehalt des Wassers zu reduzieren. Ähnlich wie bei der Enthärtung werden bei der Demineralisierung durch Ionenaustauschverfahren Kationenharze zur Entfernung von Kationen und Anionenharze zur Entfernung von Anionen verwendet.
Bei Ionenaustauschsystemen zur Demineralisierung entfernen Ionenaustauschharze jedoch alle Mineralsalze mit Ausnahme von Spuren von Natrium und kolloidalem (ungelöstem) Siliziumdioxid. Typische Kationen, die entfernt werden sollen, sind Calcium (Ca++), Magnesium (Mg++), Natrium (Na+), Kalium (K+) und Eisen (Fe++). Typische Anionen, die entfernt werden sollen, sind Bicarbonat (HCO3-), Chlorid (Cl-), Sulfat (SO4–), Nitrat (NO3-) und Siliziumdioxid (SiO2).
Die Leistung von Vollentsalzungsanlagen hängt von der chemischen Zusammensetzung des einfließenden Wassers, dem Systemdesign (Gleichstrom oder Gegenstrom), der Art des installierten Harzes und der Art und Konzentration des Regeneriermittels ab.