电渗析设备的关键部件是离子交换膜：离子交换膜分阳离子交换膜（简称阳膜）和阴离子交换膜（简称阴膜）两种，阳膜允许溶液中的阳离子透过，而阻挡阴离子；阴膜允许溶液中的阴离子透过，而阻挡阳离子，这就是离子交换膜的选择透过性。电渗析就是利用离子交换膜的选择透过性，在直流电场的作用下使水中的离子有选择地定向迁移，使得一部分水中的离子数量减少而另一部分水中的离子交换数量增多,从而达到使含盐水降盐的目的。

电渗析设备的原理见下图，在阳极和阴极之间交替排列着阳膜和阴膜，膜间形成充水的隔室电极和阳膜之间形成极室。

电极通电之前各隔室中的离子数量均相等，通电之后，阳离子向阴极移动，阴离子移向阳极，由于离子交换膜的选择透过性1、3、、5室中的离子分别透过膜，迁移到相邻隔室中离子数量减少，而2、4、5隔室中的离子受到离子交换膜的阻挡而存在原隔室内，同时还接纳了邻室迁入的离子，离子数量增多，于是通电一定时间之后，1、3、5室中的含盐水被淡化，2、4、6室中的含盐水被浓缩，从而达到电渗析使含盐水淡化的目的。