去離子水是指除去了呈離子形式雜質後的純水。具體來說，去離子水是通過離子交換樹脂除去水中的離子態雜質而得到的近於純淨的水，其生產裝置設計的合理與否直接關係到去離子水質量的好壞及運營的經濟性。國際標準化組織ISO/TC 147規定的“去離子”定義爲：“去離子水完全或不完全地去除離子物質。”由於水的大多數雜質是礦物質鹽，如鈉、鈣、鐵、銅、氯化物和溴化物等，因此去離子水相對較爲純淨。然而，去離子水中仍可能存在可溶性的有機物，這些有機物可能會污染離子交換柱從而降低其功效，同時去離子水存放後也容易引起細菌的繁殖。
去離子水的製備過程可以通過多種方法實現，例如原水經過多介質過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器等設備處理後，再通過陽牀、陰牀、混牀等離子交換設備去除水中的離子態雜質，最終得到去離子水。此外，反滲透設備與電去離子（EDI）設備進行搭配也是製取去離子水的一種方式，這是一種製取超純水的最新工藝，具有環保、經濟、發展潛力巨大等優點。
需要注意的是，去離子水並不等同於蒸餾水。蒸餾水是通過蒸餾過程獲得的水，即水在沸騰後變成蒸汽，然後經過冷凝再次變成液態的水。雖然蒸餾水也是一種相對純淨的水，但其製備過程與去離子水不同，且去離子水的純度通常比蒸餾水更高。