離子軟化是利用離子交換樹脂上的陽離子將水中的鈣鎂及其它可交換離子交換，降低水的硬度。

離子交換樹脂是帶有離子交換基團的高分子有機物。其交換基團中的活動部分可選擇性地與水中同符號的離子交換，達到去除水中相應離子的作用。

離子交換樹脂有很多種，用在軟化床中的填料樹脂為強酸鈉型陽離子交換樹脂，其交換基團的活動部分為Na+。對于不同的離子，離子交換樹脂有不同的吸附能力。對于強酸陽離子交換樹脂，水中主要陽離子雜質Ca2+、Mg2+ 的交換能力比Na+要強，因此，水在通過鈉離子軟化器時，Ca2+、Mg2+的含量下降，Na+的含量相應增加，陰離子基本不發生變化。

原水軟化床是用來降低原水的硬度。其主要原理是用陽離子交換樹脂交換原水中的鈣鎂離子，從而降低原水的硬度。其反應原理可表示為：

2RCOONa F  Ca2+       (RCOO)2Ca F  2Na+

陽離子交換樹脂在工作一定時間后會吸附飽和，即不再吸附水中的鎂離子。此時，離子交換樹脂需要再生。再生是使用高濃度的含有Na+的溶液（食鹽溶液即可）清洗失效樹脂，使交換反應逆轉，將Ca2+、Mg2+等重新洗脫下來隨水排放掉。

樹脂的再生周期取決于樹脂的工作交換容量和原水硬度等可交換離子的濃度，實際生產要在根據經驗估算的基礎進行運行實驗。

離子交換樹脂運行過程中要防止氧化及污染對樹脂壽命的影響。對于強酸性陽離子交換樹脂，主要的污染有游離氯等氧化性物質的氧化，鐵、鋁對樹脂難逆轉的污染。避免的方法是在污染物含量高時采取相應的處理方法去除。如果樹脂被污染，可采用特定的方法復蘇，但不可能完全恢復。