由于无机物离子的直径都很小（0.3～0.7nm），用普通的凝胶型树脂是完全可以除去；但当水中有有机物分子存在时，由于其分子很大（胶硅化合物的粒径可大于50nm，某些蛋白质分子为5～20nm），用普通凝胶树脂除去它们则有困难。而且再生时，这些被吸附的有机物也不易被再生下来，所以凝胶型树脂易于被有机物所污染。
大孔树脂骨架部分的性质与凝胶树脂基本相同，但大孔树脂具有且孔径较大的物理孔结构。这一特性使大孔树脂在耐污染、机械强度、抗氧化性等使用性能方面比凝胶树脂更具优势，但大孔树脂的交换容量一般会相对较低，且制造成本相对较高。
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。
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。
树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。
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。
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。
铝通常以氢氧化铝形式存在，由铝酸钠或铝酸钠用于澄清或沉淀软化。如果铝絮状物通过过滤器，则将树脂涂在钠沸石软化剂中。用酸或苛性碱清洗即可将其除去。通常，铝在脱矿质系统中不是污垢，因为在正常再生期间铝从树脂中除去。
