Suda bulunan bütün yabancı iyonları ortadan kaldırmak ve suyu saflaştırmak için yapılan iyon değiştirme işlemidir. Deiyonizasyon işleminde kullanılan katyonik reçine, H+ (hidrojen) iyonuyla yüklüdür. Bu reçinenin rejenere edilmesi için hidroklorik asit kullanılır.
Deiyonizasyon cihazının katyonik kolonundan çıkan su katyon olarak yalnızca H+ iyonu ihtiva eder. Çünkü suda bulunan bütün katyonlar hidrojen ile değiştirilmiştir. Bu aşamadan sonra, sudaki bütün anyonların yakalanması gerekir. Bu işlem için kullanılacak reçine negatif yüklü iyonları tutabilmek için pozitif yüke sahip olmalıdır.

Deiyonizasyon cihazının anyonik kolonunda kullanılan reçine, OH- (hidroksit) iyonuyla yüklüdür. Bu reçinenin rejenerasyonu sodyum hidroksit ile gerçekleştirilir.
Normal rejenerasyon işlemleri kullanıldığında deiyonizasyon cihazından çıkan su %100 oranında saftır.
Tam otomatik cihaz, 2 adet reçine tankı, valf otomasyon sistemi ve 2 adet kimyasal tankından oluşmaktadır. Başlangıçta verilecek programa bağlı kalarak, sistem çıkış suyunda iletkenlik 10 µs/cm’i geçince gerekli ters yıkama ve rejenerasyon işlemlerini insan müdahalesi olmaksızın kendiliğinden yapar. Bu sayede sistemden kesintisiz su sağlanmış olacaktır. Giriş suyunun iletkenliğinde meydana gelebilecek her türlü değişiklik sistemin rejenerasyona girme sürelerini etkileyecektir.