Voda z vodovodu často obsahuje rozpustené soli, ako je sodík, vápnik, horčík, chlorid, dusičnany a kremík. Tieto soli sa skladajú zo záporne nabitých iónov (AC) a kladne nabitých iónov (Cs). Reverzná osmóza dokáže odstrániť viac ako 99 % týchto iónov. Voda z vodovodu tiež obsahuje stopové kovy, rozpustené plyny (napríklad CO2) a iné slabo ionizované zlúčeniny (napríklad kremík a bór), ktoré sa musia pri priemyselnej úprave odstrániť.
Vodivosť odpadovej vody z reverznej osmózy RO (napájacia voda EDI) je typicky 10⁻² μS/cm, s optimálnou hodnotou pod 6 μS/cm. V závislosti od špecifických požiadaviek môže rezistivita ultračistej vody produkovanej EDI dosiahnuť 15-18 MΩ·cm. Nedostatočná kvalita vody môže spôsobiť zbytočné poškodenie EDI a skrátiť jej životnosť.
Výmenná reakcia prebieha v odsoľovacej komore modulu, kde aniónomeničové živice využívajú svoje hydroxidové ióny (OH⁻) na výmenu za anióny (ako sú chloridové ióny, Cl⁻) v rozpustených soliach. V súlade s tým katexové živice používajú svoje vodíkové ióny (H+) na výmenu za katióny (ako je Na+) v rozpustených soliach.
Typický zväzok membrán EDI pozostáva z viacerých jednotiek vložených medzi dve elektródy. Každá jednotka obsahuje odsoľovaciu komoru a komoru na koncentrát. Odsoľovacia komora je naplnená zmesou aniónových a katexových živíc, ktoré sú umiestnené medzi katexovou membránou a aniónomeničovou membránou.
Medzi anódou (+) a katódou (-) na oboch koncoch modulu sa aplikuje jednosmerné elektrické pole. Tento potenciál spôsobuje, že ióny vymenené na živici migrujú pozdĺž povrchu častíc živice a prechádzajú cez membránu do komory koncentrátu. Anóda priťahuje anióny (ako je OH-, Cl{5}}), ktoré prechádzajú cez aniónomeničovú membránu do susednej komory koncentrátu, ale sú blokované katexovou membránou, a tak zostávajú v komore koncentrátu. Katóda priťahuje katióny (ako H+, Na+), ktoré prechádzajú cez katexovú membránu do susednej komory koncentrátu, ale sú blokované aniónovou výmennou membránou, a tak zostávajú v komore koncentrátu. Keď voda preteká týmito dvoma paralelnými komorami, ióny sa odstraňujú z odsoľovacej komory a hromadia sa v susednej komore koncentrátu, kde sú potom prúdom vody odvádzané preč z modulu. Jednosmerné napätie aplikované naprieč membránou nielenže riadi migráciu iónov, ale aj disociuje molekuly vody, čím sa generujú veľké množstvá H+ a OH-. Tieto H+ a OH- ióny migrujú pod vplyvom elektrického poľa, pričom regenerujú deaktivované katexové a aniónomeničové živice, čím sa dosahuje nepretržitá elektrochemická regenerácia živíc bez potreby vonkajších chemikálií. V typickom systéme EDI približne 5 % až 10 % napájacej vody vstupuje do komory koncentrátu. Koncentrát cirkuluje čerpadlom pri vysokom prietoku, čo pomáha zlepšiť účinnosť odsoľovania, podporuje miešanie vody a znižuje riziko tvorby vodného kameňa. Koncentrované ióny sa vypúšťajú zo systému vypustením časti koncentrátu.
Pre stabilnú a efektívnu prevádzku EDI systému je potrebná vhodná predúprava napájacej vody (ako je reverzná osmóza) na kontrolu jej vodivosti, tvrdosti, organických látok a obsahu nerozpustených látok. Nečistoty v napájacej vode majú významný vplyv na deionizačný modul a môžu skrátiť jeho životnosť.
