鈉離子交換軟化處理的原理是將原子通過鈉型陽離子交換樹脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹脂中的Na+相交換，從而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到軟化。如以RNa代表鈉型樹脂，其交換過程如下：

2RNa⁺ Ca²⁺==R2Ca+2Na⁺

2RNa⁺ Mg²⁺==R2 Mg+2Na⁺

   即水通過鈉離子交換器后，水中的Ca2+、Mg2+被置換成Na+。水經過一級Na+交換后，殘余硬度一般小于1.5×10-2mmol/L，可供低壓鍋爐使用。

   當鈉離子交換樹脂失效之后，為恢復其交換能力，就要進行再生處理。再生劑為價廉貨廣的食鹽溶液（可因地制宜、就地取材，如亦可用海水或NaNO3廢液等），再生過程的反應如下：

R2Ca⁺2NaCl==2RNa+CaCl₂

R2Mg⁺2NaCl==2RNa+MgCl₂

    經上述處理，樹脂即可恢復原來的交換性能。

    鈉離子交換軟化處理的特點是：

    （1）除去水中的硬度而堿度不變，只不過是Ca²⁺、Mg²⁺與Na+進行等電荷摩爾量交換而己；

    （2）在一般天然水中Mg2+的含量都比較少，主要起交換作用的是Ca2+與Na+，而鈣的摩爾質量M（Ca）是20，鈉的摩爾質量M（Na）是23，基本接近，因此，鈉離子交換軟化處理的水中含鹽量基本不變，水中溶解固形物也沒有多大變化；

    （3）在再生過程中，有時由于正洗不*，或者是再生劑系統閥門的泄漏，使軟化處理后的水中氯根反而比原水有所增加，但通過精心操作是可以避免的。