超纯水设备的工作原理主要包括预处理、反渗透、离子交换和终端处理四个主要阶段12。
预处理阶段：超纯水设备的预处理阶段是整个纯化过程的开始。预处理的主要目的是去除水中的大颗粒、悬浮物和部分有机物。这一阶段通常包括多介质过滤器、活性炭过滤器和全自动软水器等设备。多介质过滤器利用不同粒径的滤料去除悬浮物和泥沙；活性炭过滤器通过吸附作用去除水中的异味和部分有机污染物；全自动软水器则通过离子交换树脂去除水中的钙、镁等硬度离子，防止后续设备结垢23。
反渗透阶段：经过预处理的水进入反渗透单元。反渗透技术利用半透膜的选择透过性，在施加压力的情况下，使水分子通过膜孔，而溶解的盐分、胶体、细菌、病毒等则被截留在膜的另一侧。反渗透膜的孔径非常小，通常只有几纳米，能够有效地去除水中的绝大部分溶解性固体、有机物和微生物23。
离子交换阶段：经过反渗透处理后的水仍含有微量的离子物质。为了进一步提高水的纯度，超纯水设备通常设置离子交换单元。离子交换树脂具有特定的离子交换功能，能够与水中的离子进行交换，从而将水中的微量离子深度去除。离子交换树脂的再生通常采用化学法或电去离子（EDI）法，以保证其长期稳定的交换能力23。
终端处理阶段：为了确保最终产出的超纯水满足各类应用需求，超纯水设备还会设置终端处理单元。这通常包括超滤或微孔过滤等方式，进一步去除水中的微粒和细菌，确保水质的纯净度。此外，还可能通过紫外线（UV）等技术进行消毒，确保水中没有微生物和热原23。
