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。
树脂的应用领域比较广泛，通常是应用在电镀行业废水处理与重金属回收，PVC行业废水除汞，半导体行业超纯水制备，蒸发冷凝水氨氮深度处理，垃圾渗滤液氨氮深度处理，地下矿井水氟化物控制，农村饮用水铁锰控制，生活污水脱氮除磷，矿泉水硝酸盐，溴化物，砷酸盐控制等水处理工程与技术服务。
离子交换是一种可逆的化学反应，其中从溶液中除去溶解的离子并用相同或类似电荷的其他离子替换。离子交换树脂本身不是化学反应物，而是促进离子交换反应的物理介质。树脂本身由形成烃网络的有机聚合物组成。整个聚合物基质是离子交换位点，其中带正电离子（阳离子）或带负电离子（阴离子）的所谓“官能团”固定在聚合物网络上。这些官能团容易吸引相反电荷的离子。
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。
有机污垢是树脂污垢和降解常见和昂贵的形式。通常，在井水中仅发现低含量的有机物质。然而，地表水可含有数百万分之一的天然和人造有机物质。天然有机物来自腐烂的植被。它们本质上是芳香族和酸性的，并且可以复合重金属，例如铁。这些污染物包括单宁，单宁酸，腐殖酸和富里酸。
铁可以作为亚铁或三价无机盐或作为隔离的有机络合物存在于水中。亚铁在树脂中交换，但三价铁不溶，不会。三价铁涂层阳离子树脂，防止交换。使用酸或强还原剂来除去这种铁。有机结合的铁通过阳离子单元并污染阴离子树脂。将其与有机材料一起除去。存在于某些井水中的锰以与铁相同的方式污染树脂。
