EDI-modulet består af skiftende lag af kationbyttermembraner, anionbyttermembraner og ionbytterharpikser, der danner en membranstabelstruktur med alternerende afsaltning og koncentratkamre. Under jævnspænding migrerer kationer og anioner i vandet til deres tilsvarende elektroder: kationer passerer gennem kationbyttermembranen ind i koncentratkammeret, men blokeres af anionbyttermembranen, mens anioner passerer gennem anionbyttermembranen, men blokeres af kationbyttermembranen, hvorved der opnås selektiv ionretention.
Det blandede harpiksleje i afsaltningskammeret opnår dynamisk rensning gennem tre synergistiske effekter: For det første adsorberer det urenheder fra vandet gennem ionbytning; derefter, drevet af et elektrisk felt, migrerer de adsorberede ioner til koncentratkammeret; samtidigt regenererer H⁺ og OH⁻ genereret fra vandmolekyleelektrolyse kontinuerligt harpiksen, idet den bibeholder dens udvekslingskapacitet. Denne selv-regenereringsmekanisme eliminerer behovet for systemnedlukning for kemisk regenerering.