水處理設備硬水的軟化需使用離子交換法，它的目的是利用陽離子交換樹脂以鈉離子來交換硬水中的鈣與鎂離子，以此來降低水源內之鈣鎂離子的濃度。其軟化的反應式如下：
Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1
Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1
式中的EX表示離子交換樹脂，這些離子交換樹脂結合了Ca2+及Mg2+之後，將原本含在其內的Na+離子釋放出來。
樹脂基質(resin matrix)內藏氯化鈉，在硬水軟化的過程中，鈉離子會逐漸被使用耗盡，則交換樹脂的軟化效果也會逐漸降低，這時需要作還原(regeneration)的工作，也就是每隔固定時間加入特定濃度的鹽水，一般是10%，其反應方式如下：
Ca-EX2+2Na+ (濃鹽水)→ 2Na-EX+Ca2+
Mg-EX2+2Na+ (濃鹽水)→ 2Na-EX+Mg2+
