Der Zweck des Extrahierens oder Entfernens bestimmter Ionen in einer Lösung ist eine Einheitsoperation, die zum Stoffaustausch-Trennverfahren gehört, indem die Ionen in der verdünnten Lösung mit den Ionen in dem festen Ionenaustauschmittel ausgetauscht werden. Ionenaustausch ist eine reversible äquivalente Austauschreaktion.
Bereits 1850 wurde das Ionenaustausch-Phänomen des durch Ammoniumsalze absorbierten Bodens gefunden, aber der Ionenaustausch als modernes Trennverfahren wurde nach der künstlichen Synthese von Ionenaustauscherharzen im Jahre 1940 des 20. Jahrhunderts durchgeführt. Das Verfahren und die Ausrüstung des Ionenaustauschbetriebes sind grundsätzlich identisch mit der Adsorption, aber die Selektivität des Ionenaustausches ist höher, was für die Trennung und Reinigung hoher Reinheit besser geeignet ist.
Der Ionenaustausch wird vor allem in der Wasseraufbereitung (Enthärtung und Reinigung), der Raffination und Entfärbung der Lösung (wie Zucker), der Gewinnung von Uran und seltenen Metallen aus der Mineralaussaugung, der Extraktion von Antibiotika aus der Fermentationsbrühe und der Gewinnung von Edelmetallen aus industriellem Abwasser verwendet.
