Demineralizacja to usuwanie rozpuszczonych minerałów, które tworzą sole, gdy woda jest odparowywana. Sole te mają właściwości korozyjne i muszą być usuwane w procesach przemysłowych, aby nie uszkadzały urządzeń, takich jak kotły wysokociśnieniowe. W zastosowaniach demineralizacji jonowymiennej, sole są zastępowane wodorem i wodorotlenkiem, tworząc czystą wodę.
Woda z różnych źródeł będzie miała różne stężenia minerałów. Woda deszczowa nie zawiera prawie żadnych minerałów, natomiast woda morska ma bardzo wysoką zawartość minerałów. Ilość minerałów w wodzie może być mierzona poprzez ocenę ilości całkowitych rozpuszczonych substancji stałych, jak również przewodności wody.
Systemy demineralizacji są zaprojektowane w celu zmniejszenia zawartości minerałów w wodzie. Podobnie do zmiękczania, w procesach demineralizacji jonowymiennej, żywice kationowe są używane do usuwania kationów, a żywice anionowe są używane do usuwania anionów.
Jednakże w systemach jonowymiennych demineralizacji, żywice jonowymienne usuną wszystkie sole mineralne, z wyjątkiem śladowych ilości sodu i koloidalnej (nierozpuszczonej) krzemionki. Typowe kationy przeznaczone do usunięcia to wapń (Ca++), magnez (Mg++), sód (Na+), potas (K+) i żelazo (Fe++). Typowe aniony przeznaczone do usunięcia to wodorowęglan (HCO3-), chlorek (Cl-), siarczan (SO4–), azotan (NO3-) i krzemionka (SiO2).
Wydajność systemów demineralizujących zależy od składu chemicznego wody wpływającej, konstrukcji systemu (przepływ współprądowy lub przeciwprądowy), typu zainstalowanej żywicy oraz typu i stężenia środka regenerującego.

.