Demineralizacja wody polega na usunięciu z niej wszystkich kationów i anionów. Częściowe usuwanie jonów jest odsalaniem. Demineralizację stosuje się w celu uzyskania wody o bardzo dużej “czystości” która jest wykorzystywana w niektórych gałęziach przemysłu. W oczyszczaniu wód zawierających ponadnormatywną ilość substancji rozpuszczonych, a przeznaczonych do picia i na potrzeby gospodarcze, stosuje się odsalanie.

Demineralizacja obejmuje:

- dekationizację, tj. wymianę wodorową na kationicie silnie kwasowym, pracujący w cyklu wodorowym. Silny kationit pozwala na pełną dekationizację. Jednak często dla demineralizacji wód ze znaczną zawartością twardości węglanowej i ze względów ekonomicznych, wprowadza się najpierw kationit słabo kwaśny (do usunięcia węglanów) a następnie silnie kwaśny.

- deanionizację na anionicie silnie zasadowym, pracującym w cyklu wodorotlenkowym. Słabo zasadowy jonit nie usuwa anionów słabych kwasów, stąd w wodzie znajdą się: krzemionka i ditlenek węgla.

Odgazowywacze CO2 umieszcza się w układzie zawsze za anionitem słabo zasadowym lub wymiennikiem wodorowym.

Prekursory chlorowanych związków organicznych usuwane są w procesie deanionizacji na szerokoporowatych, silnie zasadowych anionitach, pracujących w cyklu chlorkowym.