Het doel van het extraheren of verwijderen van bepaalde ionen in een oplossing is een eenheidsoperatie die behoren tot het massoverdracht scheidingsproces door het uitwisselen van de ionen in de verdunde oplossing met de ionen in het vaste ionuitwisselingsmiddel. Ioonuitwisseling is een omkeerbare equivalente uitwisselingsreactie.
Al in 1850 werd het ion-uitwisselingsverschijnsel van de grond geabsorbeerd door ammoniumzouten gevonden, maar de ionenuitwisseling als een moderne scheidingsmethode werd gemaakt na de kunstmatige synthese van ionenuitwisselingsharsen in de 1940's van de 20ste eeuw. Het proces en de uitrusting van ionenuitwisselingsoperatie zijn in principe identiek aan adsorptie, maar de selectiviteit van ionenuitwisseling is hoger, die meer geschikt is voor het scheiden en zuiveren van hoge zuiverheid.
Ionuitwisseling wordt voornamelijk gebruikt in waterbehandeling (verzachting en zuivering), verfijning en afbinding van de oplossing (zoals suiker), het extraheren van uranium en zeldzame metalen uit mineraalloging, het ontginnen van antibiotica uit fermentatiebouillon en het herstellen van edele metalen uit industrieel afvalwater.
