Formålet med ekstraktion eller fjernelse af visse ioner i en opløsning er at være en enhedsoperation, der tilhører massoverførselseparationsprocessen, ved at udveksle ionerne i den fortyndede opløsning med ionerne i det faste ionbyttermiddel. Ion-udveksling er en reversibel ækvivalent udvekslingsreaktion.
Så tidligt som 1850 blev ionbytterfænomenet af jorden absorberet af ammoniumsalte fundet, men ionbytningen som en moderne separationsmetode blev lavet efter den kunstige syntese af ionbytterharpikser i 1940'erne af det 20. århundrede. Processen og udstyret til ionbytningsoperation er stort set identisk med adsorption, men ionbytnings selektiviteten er højere, hvilket er mere egnet til separering og rensning af høj renhed.
Ionudveksling anvendes hovedsagelig i vandbehandling (blødgøring og rensning), raffinering og affarvning af opløsning (såsom sukker), udvinding af uran og sjældne metaller fra mineraludvaskning, udvinding af antibiotika fra fermenteringsvæske og genvinding af ædle metaller fra industrispildevand.
