離子交換樹脂濾芯的工作原理基於離子交換技術，這種濾芯內部填充有特殊的樹脂材料，能夠與水中的特定離子進行可逆性交換。
當水流經過離子交換樹脂時，樹脂會吸附水中的某些離子，例如，硬水軟化中，陽離子交換樹脂主要去除水中的鈣和鎂等硬度離子。這一過程是可逆的，意味著樹脂可以通過再生恢復其吸附能力。再生過程通常涉及用鹽水溶液或化學藥劑處理樹脂，以替換並移除原先吸附的離子，從而恢復樹脂的性能。
此外，離子交換樹脂對不同離子的親和力取決於離子的大小、電荷等特性，這使得樹脂能夠選擇性地吸附或去除特定類型的離子。這種技術廣泛套用於水處理系統，包括去除水中的重金屬離子、硬度離子、余氯等，以改善水質。