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。
离子交换树脂以这种方式起作用，因为它的官能团基本上是固定的离子，它们地结合在树脂的聚合物基质中。这些带电离子将容易与相反电荷的离子结合，这些离子通过施加抗衡离子溶液而被输送。这些反离子将继续与官能团结合，直至达到平衡。
如果再生温度太低，则在强碱阴离子树脂中可能发生二氧化硅结垢，或者如果来自用于再生弱碱单元的SBA单元的废水含有过多的二氧化硅，则在弱碱树脂中发生二氧化硅结垢。在低pH水平下，二氧化硅的聚合可以在弱碱树脂中发生。在耗尽的强碱阴离子树脂中也可能存在问题。通过在温（120°F）苛性钠中长时间浸泡除去二氧化硅污垢。
