Demineralização é a remoção de minerais dissolvidos que formam sais quando a água é evaporada. Estes sais têm propriedades corrosivas e devem ser removidos para processos industriais para que não danifiquem equipamentos, tais como caldeiras de alta pressão. Em aplicações de desmineralização por troca iónica, os sais são substituídos por hidrogénio e hidróxido para formar água pura.
A água proveniente de várias fontes terá diversas concentrações de minerais. A água da chuva quase não tem minerais, enquanto que a água do mar tem um teor muito elevado de minerais. A quantidade de minerais na água pode ser medida através da avaliação da quantidade total de sólidos dissolvidos bem como da condutividade da água.
Sistemas de femineralização são projetados para reduzir o conteúdo mineral da água. Similar ao amolecimento, em processos de desmineralização por troca iônica, resinas de cátions são usadas para a remoção de cátions, e resinas de ânions são usadas para a remoção de ânions.
No entanto, em sistemas de troca iônica por desmineralização, as resinas de troca iônica removerão todos os sais minerais, exceto os vestígios de sódio e sílica coloidal (não dissolvida). Os catiões típicos visados para remoção são cálcio (Ca++), magnésio (Mg++), sódio (Na+), potássio (K+) e ferro (Fe+++). Os aniões típicos visados para remoção são Bicarbonato (HCO3-) Cloreto (Cl-), Sulfato (SO4–), Nitrato (NO3-) e Sílica SiO2).
O desempenho dos sistemas desmineralizadores depende da influência da química da água, do projeto do sistema (co-fluxo ou contra-fluxo), do tipo de resina instalada e do tipo de regenerante e concentração.