Formålet med å ekstrahere eller fjerne visse ioner i en oppløsning er å være en enhetsoperasjon som tilhører masseoverførings separasjonsprosessen ved å utveksle ionene i den fortynnede oppløsning med ionene i det faste ionbyttermiddel. Ionutveksling er en reversibel ekvivalent utvekslingsreaksjon.
Så tidlig som 1850 ble ionebyttefenomenet av jorda absorbert av ammoniumsalter funnet, men ionbytteren som en moderne separasjonsmetode ble laget etter kunstig syntese av ionebytteharpikser i 1940-tallet. Prosessen og utstyret for ionbytteroperasjon er i utgangspunktet identisk med adsorpsjon, men selektiviteten av ionbytter er høyere, som er mer egnet for separering og rensing av høy renhet.
Ionutveksling brukes hovedsakelig i vannbehandling (mykning og rensing), raffinering og avfarging av løsningen (som sukker), utvinning av uran og sjeldne metaller fra minerallekkasje, utvinning av antibiotika fra gjæringsbuljong og gjenvinning av edle metaller fra industrielt avløpsvann.
