凡外观透明、具有均相高分子凝胶结构的离子交换树脂统称为凝胶型离子交换树脂。这类树脂表面光滑，球粒内部没有大的毛细孔。在水中会溶胀成凝胶状。树脂内大分子之间的间隙为2~4nm。一般无机小分子的半径在1nm以下，因此可自由地通过离子交换树脂内大分子链的间隙。在无水状态下，凝胶型离子交换树脂的分子链紧缩，体积缩小，无机小分子无法通过。所以，这类离子交换树脂在干燥条件下或油类中将丧失离子交换功能。
针对凝胶型离子交换树脂的缺点，人们研制了大孔型离子交换树脂。大孔型离子交换树脂外观不透明，表面粗糙，为非均相凝胶结构。即使在干燥状态，内部也存在不同尺寸的毛细孔，因此可在非水体系中起离子交换和吸附作用。值得注意的是，大孔型离子交换树脂具有很大的比表面积，因此其吸附功能十分显著，不容忽视。
凝胶型树脂外观呈透明球状颗粒，其孔隙度很小，一般都在3nm以下，这些孔隙不是真正意义上的“孔”，而是由高分子链和交联剂相键合而形成的，它随运行条件而改变；在干的凝胶型树胶中，这些孔实际上是“消失"的。当凝胶型树脂浸人水中后，由于活性基团发生水化后，才显现出来。
凝胶型离子交换树脂具有交换容量高，合成的工艺要比大孔树脂的更加简单，孔径小，平均孔径约1~2nm，操作容量高、产水量比较大、颗粒均匀、物性强度好、耐温性能好、再生、成本较低等特点。经常使用于处理软水、纯水或化学制品。
离子交换树脂的几何形状，尺寸和结构可以在不同类型之间变化。大多数离子交换树脂交换系统使用由微小的多孔微珠组成的树脂床，尽管一些系统（例如用于电渗析的系统）使用片状网状树脂。离子交换树脂珠通常是小的和球形的，半径仅为0.25至1.25毫米。根据应用和系统设计，树脂珠粒可具有均匀的粒度或高斯尺寸分布。大多数应用使用凝胶树脂珠，具有半透明的外观，并提供高容量和化学效率。大孔树脂由于其不透明的白色或黄色外观而可识别，通常保留用于苛刻的条件，因为它们具有相对较高的稳定性和耐化学性。
离子交换树脂基质通过在称为聚合的过程中使烃链彼此交联而形成。交联使树脂聚合物具有更强，更有弹性的结构和更大的容量（按体积计）。虽然大多数IX树脂的化学组成是聚苯乙烯，但某些类型是由丙烯酸（丙烯腈或丙烯酸甲酯）制造的。然后树脂聚合物经历一种或多种化学处理以将官能团结合到位于整个基质中的离子交换位点。这些官能团赋予IX树脂其分离能力，并且从一种树脂到下一种树脂会有很大差异。
在离子交换循环期间，将待处理的溶液加入离子交换树脂床中并使其流过树脂。当溶液移动通过离子交换树脂时，树脂的官能团吸引溶液中存在的任何抗衡离子。如果官能团对新抗衡离子的亲和力大于已经存在的那些离子，那么溶液中的离子将移除现有的离子并取代它们，通过共享的静电吸引力与官能团结合。通常，离子的尺寸和/或价数越大，其与相反电荷的离子的亲和力就越大。
什么是树脂再生？
随着时间的推移，污染物离子与离子交换树脂中的所有可用交换位点结合。一旦树脂耗尽，通过所谓的再生循环将其恢复以供进一步使用。在再生循环期间，通过施加浓缩的再生溶液基本上逆转离子交换反应。根据树脂的类型和手头的应用，再生剂可以是盐，酸或苛性碱溶液。随着再生循环的进行，离子交换树脂释放污染物离子，将它们交换为再生溶液中存在的离子。污染物离子将作为再生剂流出物流的一部分离开树脂系统，并且需要被适当地排出。
当树脂再生过程中，一旦使用了质量不好的工业盐酸或副产品盐酸，其就会对树脂造成损害，游离氯的含量应小于0.1mg/L。防止树脂被氧化的方法活性炭过滤。因为活性炭具有能够除去水中游离氯的原理，经过一系列化学反应，当活性炭表面吸附的氯已经达到一定值时就会发生很多反应。
