Mục đích của việc chiết xuất hoặc loại bỏ các ion nhất định trong dung dịch là hoạt động đơn vị thuộc quá trình tách khối lượng bằng cách trao đổi các ion trong dung dịch pha loãng với các ion trong chất trao đổi ion rắn. Trao đổi ion là một phản ứng trao đổi tương đương có thể đảo ngược.
Ngay từ năm 1850, hiện tượng trao đổi ion của đất hấp thụ các muối amoni đã được tìm ra, nhưng trao đổi ion như một phương pháp tách hiện đại được thực hiện sau khi tổng hợp nhân tạo các nhựa trao đổi ion vào năm 1940 của thế kỷ 20. Quy trình và thiết bị hoạt động trao đổi ion cơ bản giống hệt với hấp phụ, nhưng sự chọn lọc trao đổi ion cao hơn, phù hợp hơn để tách và tinh khiết độ tinh khiết cao.
Trao đổi ion chủ yếu được sử dụng trong xử lý nước (làm mềm và tinh lọc), tinh chế và giải phóng dung dịch (như đường), chiết xuất uranium và các kim loại quý hiếm từ dung dịch tẩy khoáng, chiết xuất kháng sinh từ nước lên men và thu hồi các kim loại quý từ nước thải công nghiệp.
