Deiyonizasyon sistemleri, katyonik ve anyonik reçinelerle iyon değişimi yöntemi kullanarak suyu saflaştırır. Özellikle imalat ve endüstriyel tesislerde saf su temininde yaygındır. Reçineler ayrı tanklarda veya mixbed (karışık yatak) olarak tek bir tankta bulunabilir. Mixbed üniteleri, ters ozmoz veya katyon–anyon kolonları sonrası düşük iletkenlikli su ile beslenerek rejenerasyon sıklığını azaltır. Reçineli sistemlerin rejenerasyonu asit ve kostik ile yapılır. Bu sistemler, 1000 µs/cm’den yüksek iletkenlikteki sularda verimli değildir. Yüksek iletkenlikte su varsa önce ters ozmoz, sonra reçineli sistem önerilir. Bu sistemlerle 0,2–5 µs/cm arası saf su elde edilebilir. Daha saf su (<0,2 µs/cm) gerektiğinde çift geçişli RO + EDI sistemleri tercih edilmelidir.