在外加直流電場(chǎng)作用下，利用離子交換膜的透過(guò)性（即陽(yáng)膜只允許陽(yáng)離子透過(guò)，陰膜只允許陰離子透過(guò)），使水中的陰、陽(yáng)離子作定向遷移，從而達到水中的離子與水分離的一種物理化學(xué)過(guò)程。

原理是：在陰極與陽(yáng)極之間，放置著(zhù)若干交替排列的陽(yáng)膜與陰膜，讓水通過(guò)兩膜及兩膜與兩極之間所形成的隔室，在兩端電極接通直通電源后，水中陰、陽(yáng)離子分別向陽(yáng)極、陰極方向遷移，由于陽(yáng)膜、陰膜的選擇透過(guò)性，就形成了交替排列的離子濃度減少的淡室和離子濃度增加的濃室。與此同時(shí)，在兩電極上也發(fā)生著(zhù)氧化還原反應，即電極反應，其結果是使陰極室因溶液呈堿性而結垢，陽(yáng)極室因溶液呈酸性而腐蝕。因此，在電滲析過(guò)程中，電能的消耗主要用來(lái)克服電流通過(guò)溶液、膜時(shí)所受到的阻力及電極反應。

例如，用電滲析方法處理含鎳廢水，在直流電場(chǎng)作用下，廢水中的硫酸根離子向正極遷移，由于離子交換膜具有選擇透過(guò)性，淡水室的硫酸根離子透過(guò)陰膜進(jìn)入濃水室，但濃水室內的硫酸根離子不能透過(guò)陽(yáng)膜而留在濃水室內；鎳離子向負極遷移，并通過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入濃水室，濃水室內的鎳離子不能透過(guò)陰膜而留在濃水室中。這樣濃水室因硫酸根離子、鎳離子不斷進(jìn)入而使這兩種離子的濃度不斷增高；淡水室由于這兩種離子不斷向外遷移，濃度降低。離子遷移的結果是把電滲析器的兩個(gè)電極之間隔室變成了溶液濃度不同的濃室和淡室。濃水系統是一個(gè)溶液濃縮系統，而淡水系統是一個(gè)凈化系統。用電滲析法回收鎳時(shí)，以硫酸鈉溶液作為電極液，硫酸鈉可減輕鉛電極的腐蝕，濃水回用于鍍槽，淡水用于清洗鍍件。