离子扩散：当离子交换树脂与含有目标离子的溶液接触时，溶液中的离子会由于浓度差的作用向树脂颗粒内部扩散。树脂颗粒表面的离子浓度较低，而溶液主体中的离子浓度较高，离子会顺着浓度梯度向树脂颗粒内部的孔隙和通道扩散，直至到达树脂内部的功能基团所在位置。 离子交换反应：一旦溶液中的离子扩散到树脂内部与功能基团接触，就会发生离子交换反应。以阳离子交换树脂为例，当含有钙离子（Ca2?）的溶液与磺酸型阳离子交换树脂接触时，树脂上的氢离子（H?）会与溶液中的钙离子（Ca2?）发生交换反应，反应方程式可表示为：2R-SO?H + Ca2? ? (R-SO?)?Ca + 2H?。对于阴离子交换树脂，以季铵型阴离子交换树脂去除溶液中的氯离子（Cl?）为例，其反应方程式为：R-N (CH?)?OH + Cl? ? R-N (CH?)?Cl + OH?。 离子解吸与扩散：在离子交换反应达到一定程度后，如果希望将已交换到树脂上的离子重新释放出来，以便树脂再生，可以通过改变溶液的条件，如调节 pH 值、改变离子浓度等，使离子交换反应逆向进行，实现离子的解吸。解吸后的离子会从树脂颗粒内部向溶液中扩散，最终进入溶液主体。
