산성기 또는 연기성기를 가지며 물 및 각종용제에 부용성인 합성수지로 수중에 용존하는 이온과의 사이에 이온교환반응을 하는 것을 말한다. 산성기를 가진 것은 예를 들면 수중에서 염화나트륨과의 사이에 R-SO₃-H⁺+Na⁺Cl^- → R-SO₃^-Na⁺+H⁺Cl^- R-COO-H⁺+NaCl^- → R-COO-Na⁺+H⁺Cl^- 와 같은 카티온교환반응을 하므로 카티온교환수지라고 한다.(R-S는 가교된 모체수지를 포함한다.) 한편 염기성기를 가진 것은 예를 들면 R-NH₂-H₂O → R-NH₃⁺Cl+H⁺OH^- R-NH₃⁺OH^-+H⁺Cl → R-NH₃⁺C^-+H⁺OH 와 같이 아니온교환반응을 하므로 아니온교환수지라고 한다. 이들의 이온교환반응은 본래 가역적이므로 적당한 재생처리에 의해 교환기는 원래의 형으로 되돌고 수지는 재사용된다. 시판하는 이온교환수지는 0.3~1㎜의 지름인 입상으로 대개 표와 같은 종류의 것이 있다. 모체수지로서는 예를 들면 스티렌-디비닐벤젠가교공중합체 메타크릴산 아크릴산과 디비닐벤젠과의가교공중하체 페놀계축합수지 등이 사용된다. 순수 제조한 경수연화 당(糖)의 탈색포르말린정제, 쇄류정제, 무기산, 유기산정제, 촉매 의약 등에 사용된다.