電滲析設備的關鍵部件是離子交換膜：離子交換膜分陽離子交換膜（簡稱陽膜）和陰離子交換膜（簡稱陰膜）兩種，陽膜允許溶液中的陽離子透過，而阻擋陰離子；陰膜允許溶液中的陰離子透過，而阻擋陽離子，這就是離子交換膜的選擇透過性。電滲析就是利用離子交換膜的選擇透過性，在直流電場的作用下使水中的離子有選擇地定向遷移，使得一部分水中的離子數量減少而另一部分水中的離子交換數量增多,從而達到使含鹽水降鹽的目的。

電滲析設備的原理見下圖，在陽極和陰極之間交替排列著陽膜和陰膜，膜間形成充水的隔室電極和陽膜之間形成極室。

電極通電之前各隔室中的離子數量均相等，通電之后，陽離子向陰極移動，陰離子移向陽極，由于離子交換膜的選擇透過性1、3、、5室中的離子分別透過膜，遷移到相鄰隔室中離子數量減少，而2、4、5隔室中的離子受到離子交換膜的阻擋而存在原隔室內，同時還接納了鄰室遷入的離子，離子數量增多，于是通電一定時間之后，1、3、5室中的含鹽水被淡化，2、4、6室中的含鹽水被濃縮，從而達到電滲析使含鹽水淡化的目的。