天然水中含有各种盐类，这些盐类溶解在水中形成离子类物质。即阴离子和阳离子，水中的离子类物质在加热或与其他溶质(如洗涤剂)接触的过程中会结合成不溶于水的物质，通常水中的钙、镁等离子会形成水垢或皂垢，给生产、日常生活带来诸多不便和危害！
水的离子交换软化过程涉及硬性矿物质，主要是钙和镁被钠矿物质交换或取代。软水机使溶解在水中的钙镁硬性矿物质与软化剂树脂上的软性矿物质钠交换，钠对与它接触的目标物危害大大减小，这主要是因为它不以水垢堆积在其表面上。在适当的容器中，使含硬性矿物质的水通过人造的离子交换树脂发生离子交换反应。树脂是一种多孔的、不可溶性交换材料。在现代的软水机中装有千百万颗微细的塑料球(珠)，所有小球都含有许多吸收正离子的负电荷交换位置。当树脂处在新生状态时这些电荷交换位置被带正电荷的钠离子占据。当钙和镁经过树脂贮槽时，它们与树脂小珠接触，从交换位置上取代钠离子。树脂优先结合带较强电荷的阳离子，钙和镁离子的电荷比钠离子强。取代钠阳离子
然后向下通过树脂“床”流出软水机这样软水机就送出了“软”水。最后，所有的树脂交换位置均被钙和镁占据，再不能进行工作了。软水机树脂的再生是用氯化钠和水的稀溶液进行的。在再生过程中，首先停止软水机的工作水流，从盐水槽引出的盐水与另外的稀释水流混合，稀盐水溶液流经树脂，与载有钙和镁离子的树脂小珠接触。尽管钙和镁离子带有的电比钠离子强，但浓盐溶液含有千百万个较弱电荷的钠离子，有取代数目较少的钙和镁离子的能力。当钙和镁离子被取代(交换后)，最终，交换位置全被钠离子占据，我们说树脂已经再生，已作好了下一次软化(工作)循环的准备。