离子软化是利用离子交换树脂上的阳离子将水中的钙镁及其它可交换离子交换，降低水的硬度。

离子交换树脂是带有离子交换基团的高分子有机物。其交换基团中的活动部分可选择性地与水中同符号的离子交换，达到去除水中相应离子的作用。

离子交换树脂有很多种，用在软化床中的填料树脂为强酸钠型阳离子交换树脂，其交换基团的活动部分为Na+。对于不同的离子，离子交换树脂有不同的吸附能力。对于强酸阳离子交换树脂，水中主要阳离子杂质Ca2+、Mg2+ 的交换能力比Na+要强，因此，水在通过钠离子软化器时，Ca2+、Mg2+的含量下降，Na+的含量相应增加，阴离子基本不发生变化。

原水软化床是用来降低原水的硬度。其主要原理是用阳离子交换树脂交换原水中的钙镁离子，从而降低原水的硬度。其反应原理可表示为：

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

阳离子交换树脂在工作一定时间后会吸附饱和，即不再吸附水中的镁离子。此时，离子交换树脂需要再生。再生是使用高浓度的含有Na+的溶液（食盐溶液即可）清洗失效树脂，使交换反应逆转，将Ca2+、Mg2+等重新洗脱下来随水排放掉。

树脂的再生周期取决于树脂的工作交换容量和原水硬度等可交换离子的浓度，实际生产要在根据经验估算的基础进行运行实验。

离子交换树脂运行过程中要防止氧化及污染对树脂寿命的影响。对于强酸性阳离子交换树脂，主要的污染有游离氯等氧化性物质的氧化，铁、铝对树脂难逆转的污染。避免的方法是在污染物含量高时采取相应的处理方法去除。如果树脂被污染，可采用特定的方法复苏，但不可能完全恢复。