在外加直流電場作用下，利用離子交換膜（見離子交換）的選擇透過性，達到溶質和溶劑分離的一種水處理方法。離子交換膜可看作是一種聚電解質，在高分子骨架上帶有若幹可交換的陽離子或陰離子活性集團。按膜體的化學成分可分為均相膜（化學性能均勻）、異相膜（化學性能不均勻）和半均相膜三種；按其選擇性可分為陽離子交換膜(簡稱陽膜)和陰離子交換膜（簡稱陰膜）。對膜的要求是：離子選擇性好、機械強度高、膜電阻低、耐溫、耐腐蝕、抗氧化。
電滲析用於於咸水淡化時的過程（見圖）是：在陰極和陽極之間，陽膜和陰膜交替排列，由帶有流水道的隔板將兩種膜隔開，每一張膜兩側的隔板分別構成淡水室和濃水室。這樣，在電滲析器中，由交替排列的淡水室和濃水室的水流構成兩個系統。通過淡水室的含鹽水，在直流電壓的作用下，由於其中陽離子向陰極方向遷移而透過陽膜的結果，不斷進入相鄰一側的濃水室，其中陰離子則向陽極方向遷移而透過陰膜不斷進入相鄰另一側的濃水室。結果是進入淡水室的含鹽水逐漸變為淡水。但是在濃水室中流過的含鹽水，由於陽離子不能透過陰膜，陰離子不能透過陽膜，濃度有增無減而成為濃鹽水。與此同時，在電極和溶液的界面上發生電極反應。在陰極上產生還原反應，不斷排出氫氣；在陽極上產生氧化反應，不斷排出氧氣和氯氣。陰極室濃鹽水呈堿性，易產生鈣和鎂的氫氧化物沉淀，而陽極室原水呈酸性，對電極產生腐蝕作用。運行時，極室內應不斷通水以排除沉淀和減輕酸性。
當電滲析器超極限電流運行時，在陽膜淡水室一側的界面處會引起水電離成H+和OH-離子(稱極化現象)，並分別透過陽膜和陰膜，導致在陰膜濃室一側的界面處出現鹽垢。目前防止和消除結垢的主要措施有：①控制操作電流以避免極化現象的發生，減緩鹽垢的生成；②定時倒換電極，使濃、淡室相應倒換；③定期酸洗，消除鹽垢。
一臺電滲析器，膜對可達120對以上。通常用“級”和“段”表示其組裝方式。一對電極之間的膜堆部分稱為級，具有同一水流方向的膜堆部分稱為段。
目前，電滲析用於含鹽量為1000～5000毫克/升的咸水淡化較為經濟。在純水制備中常用作預處理。在工業廢水處理以及海水濃縮制鹽等方面亦日益受到重視，並在各種工業中廣泛用於濃縮、分離、提純和回收等工藝。