離子交換層析的原理是基於帶電分子（如蛋白質）與帶有相反電荷的樹脂或纖維素基質之間的可逆交換過程。
這種技術利用了分子在特定pH條件下的帶電性質，以及它們與離子交換劑之間的親和力差異。在離子交換層析中，帶有負電荷的樹脂稱爲陽離子交換樹脂，而帶有正電荷的樹脂稱爲陰離子交換樹脂。當蛋白質等帶電分子通過層析柱時，它們會根據自身的電荷與基質上的相反電荷相結合。通過改變洗脫液中的鹽濃度、pH值或其他條件，可以洗脫這些結合的分子，並根據它們與基質的親和力差異實現分離。
這種技術廣泛應用於生物化學和分子生物學領域，用於分離和純化蛋白質、核酸和其他生物大分子。