交換反應在模組的純化學室進行，在那里陰離子交換樹脂用它們的氫氧根據離子(OH)來交換溶解鹽中的陰離了(如氯離子C1)。相應地，陽離子交換樹脂用它們的氫離子(H)來交換溶解鹽中的陽離子(如Na)。
在位于模組兩端的陽極(+)和陰極(-)之間加一直流電場。電勢就使交換到樹脂上的離子沿著樹脂粒的表面遷移并通過膜進入濃水室。陽極吸引負電離子(如OH，CI)這些離子通過陰離子膜進入相臨的濃水流卻被陽離子選擇膜阻隔，從而留在濃水流中。陰極吸引純水流中的陽離子(如H，Na)。這些離子穿過陽離子選擇膜，進入相臨的濃水流卻被陰離子膜陰隔，從而留在濃水流中。當水流過這兩種平行的室時，離子在純水室被除去并在相臨的濃水流中聚積，然后由濃水流將其從模組中帶走。在純水及濃水中離子交換樹脂的使用是ElectropupreEDI技術的關鍵。一個重要的現象在純水室的離子交換樹脂中發生。在電勢差高的局部區域，電化學反應分解的水產生大量的H和OH。在混床離子交換樹脂中局部H和OH的產生使樹脂和膜不需要添加化學藥品就可以持續再生。
