在钠离子交换器内装有一定高度的钠离子交换树脂作为交换剂。生水自上而下地通过交换剂层，交换剂上的钠离子置换了生水中的钙、镁离子、使水得到了软化。反应如下：

Ca2++2NaR → CaR+2Na+

Mg2++2NaR → MgR+2Na+

交换剂上的钠离子逐渐被钙、镁离子所取代，当使用一段时间以后，就会泄漏出钙、镁离子,在出水的硬度达到所规定的数值时，即停止运行,进行再生。再生时将5～8%的盐水(或稀盐酸)由下向上地通过交换剂层。盐液中的钠离子又置换出交换剂上的钙、镁离子，使交换剂得到再生，恢复其交换能力。

反应如下：

CaR+2Na+→ Ca2++2NaR

MgR+2Na+→ Mg2++2NaR