離子交換色譜儀的離子交換過程是離子交換樹脂中的活性離子(如A+)與溶液中的樣品離子(如B+)進行交換反應的過程。離子交換過程分五步進行:
步驟一:B+從溶液擴散到樹脂表面。
步驟二:B+從樹脂表面擴散到樹脂內部的交換中心。
步驟三:在樹脂內部的交換中心處,B+與A+發生交換反應。
步驟四:A+從樹脂內部的交換中心處擴散到樹脂表面。
步驟五:A+從樹脂表面擴散到溶液中。
上述五個步驟中,步驟一和步驟五在樹脂表面的液膜內進行,互為可逆過程,稱為外部擴散或膜擴散過程。步驟二和步驟四在樹脂顆粒內部進行,互為可逆過程,稱為內部擴散或粒擴散過程。步驟三是離子交換反應過程。因此,離子交換色譜儀的離子交換過程實際上只有三個步驟:外部擴散、內部擴散和離子交換反應。