Das EDI-Modul besteht aus abwechselnden Schichten von Kationenaustauschmembranen, Anionenaustauschmembranen und Ionenaustauschharzen, die eine Membranstapelstruktur mit abwechselnden Entsalzungs- und Konzentratkammern bilden. Unter Gleichspannung wandern Kationen und Anionen im Wasser zu ihren entsprechenden Elektroden: Kationen dringen durch die Kationenaustauschermembran in die Konzentratkammer ein, werden aber von der Anionenaustauschermembran blockiert, während Anionen durch die Anionenaustauschermembran dringen, aber von der Kationenaustauschermembran blockiert werden, wodurch eine selektive Ionenretention erreicht wird.
Das gemischte Harzbett in der Entsalzungskammer erreicht eine dynamische Reinigung durch drei synergistische Effekte: Erstens adsorbiert es durch Ionenaustausch Verunreinigungsionen aus dem Wasser; dann wandern die adsorbierten Ionen, angetrieben durch ein elektrisches Feld, in die Konzentratkammer; Gleichzeitig regenerieren H⁺ und OH⁻, die durch die Elektrolyse von Wassermolekülen erzeugt werden, das Harz kontinuierlich und behalten so seine Austauschkapazität bei. Dieser Selbstregenerationsmechanismus macht eine Systemabschaltung zur chemischen Regeneration überflüssig.