离子交换树脂含有大量亲水基团，与水接触即吸水膨胀。当树脂中的离子变换时，如阳离子树脂由H+转为Na+，阴树脂由Cl-转为OH-，都因离子直径增大而发生膨胀，增大树脂的体积。通常，交联度低的树脂的膨胀度较大。在设计离子交换装置时，考虑树脂的膨胀度，以适应生产运行时树脂中的离子转换发生的树脂体积变化。
树脂颗粒使用时有转移、摩擦、膨胀和收缩等变化，长期使用后会有少量损耗和破碎，故树脂要有较高的机械强度和耐磨性。通常，交联度低的树脂较易碎裂，但树脂的性更主要地决定于交联结构的均匀程度及其强度。如大孔树脂，具有较高的交联度者，结构稳定，能耐反复再生。
水处理树脂的材料有很多，常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯)，也有苯乙烯和交联剂二乙烯苯聚合得到，还有酚醛类、环氧类、乙烯基吡啶类、脲醛类和氯乙烯类等，不同的材料制成的树脂各不相同，各自有各自的优势，比如丙烯酸系树脂主要用于脱色方面，而苯乙烯系树脂擅长吸附芳香族物质。
