A finalidade de extrair ou remover certos iões numa solução é ser uma operação unitária pertencente ao processo de separação por transferência de massa através da troca dos iões na solução diluída com os iões no agente de troca iónica sólido. A troca iónica é uma reação de troca equivalente reversível.
Já em 1850, o fenômeno de troca iónica do solo absorvido por sais de amônio foi encontrado, mas a troca de íons como um moderno método de separação foi feita após a síntese artificial de resinas de troca iônica em 1940 do século XX. O processo e equipamento de operação de troca iônica são basicamente idênticos à adsorção, mas a seletividade de troca iónica é maior, o que é mais adequado para separar e purificar pureza elevada.
A troca iónica é principalmente utilizada no tratamento de água (amaciamento e purificação), refinação e descoloração de solução (como açúcar), extração de urânio e metais raros da lixiviação mineral, extração de antibióticos de caldo de fermentação e recuperação de metais preciosos de águas residuais industriais.