最常见的应用是制备高纯度水的电力工程、电子业和核子工业，使用不溶于水的聚合物或矿物作为离子交换之技术广泛应用于硬水软化、水净化等。此原理也广泛应用于家庭之中（洗涤剂、泸水器）用于生产软水。其运作方式是将水中的Ca或Mg替换成Na离子或H离子（可见硬水软化）。产业学界中的离子交换层析法是另一种重要的技术。离子交换层析法是一种色谱法，被广泛用于化学分析和离子分离技术中。例如，在生物化学中被广泛应用于带电分子——蛋白质的分离。生物萃取和纯化后所产生的物质，如蛋白质之氨基酸和DNA/RNA等，也为一重要