Demineralisatie is het verwijderen van opgeloste mineralen die zouten vormen wanneer water wordt verdampt. Deze zouten hebben corrosieve eigenschappen en moeten voor industriële processen worden verwijderd, zodat zij apparatuur, zoals hogedrukketels, niet beschadigen. Bij ionenuitwisseling worden de zouten vervangen door waterstof en hydroxide om zuiver water te vormen.
Water uit verschillende bronnen zal verschillende concentraties mineralen bevatten. Regenwater bevat bijna geen mineralen, terwijl zeewater een zeer hoog mineralengehalte heeft. De hoeveelheid mineralen in water kan worden gemeten aan de hand van de totale hoeveelheid opgeloste vaste stoffen en de geleidbaarheid van het water.
Demineralisatiesystemen zijn ontworpen om de hoeveelheid mineralen in water te verminderen. Net als bij ontharding worden bij demineralisatieprocessen met ionenwisselaars kationenharsen gebruikt voor de verwijdering van kationen, en anionenharsen voor de verwijdering van anionen.
In demineralisatie-ionenwisselsystemen verwijderen ionenwisselaarharsen echter alle minerale zouten, met uitzondering van sporen natrium en colloïdaal (onopgelost) silica. Typische kationen die verwijderd moeten worden zijn calcium (Ca++), magnesium (Mg++), natrium (Na+), kalium (K+) en ijzer (Fe++). Typische anionen die verwijderd moeten worden zijn Bicarbonaat (HCO3-) Chloride (Cl-), Sulfaat (SO4-), Nitraat (NO3-) en Silica (SiO2).
De prestaties van demineralisatiesystemen zijn afhankelijk van de chemie van het influentwater, het ontwerp van het systeem (co-flow of counter-flow), het type hars dat is geïnstalleerd en het type regeneratiemiddel en de concentratie ervan.