מערכת דה-יוניזציה היא מכשיר המשמש להסרת זיהומים יוניים מהמים. הוא מסיר אניונים וקטיונים מהמים באמצעות טכנולוגיות כגון שרפים לחילופי יונים, אלקטרודיאליזה, או אוסמוזה הפוכה, וכתוצאה מכך-מים דה-יוניים בטוהר גבוה.
מערכת זו נמצאת בשימוש נרחב בתעשיית האלקטרוניקה, הכנת מעבדה, ייצור תרופות, ייצור כימיקלים ותחומים נוספים בהם דרישות איכות המים גבוהות ביותר. הטוהר של מים דה-יונים נמדד בדרך כלל על ידי מוליכות או התנגדות; מים דה-יונים בטוהר- גבוה יכולים להיות בעלי התנגדות של עד 18.2 MΩ·cm (25 מעלות ). מרכיבי הליבה של מערכת דה-יוניזציה כוללים עמודות חילופי אניונים, מיטות מעורבות ומערכת בקרה. טכנולוגיית מיטה מעורבת יכולה להסיר הן אניונים והן קטיונים בו זמנית, וכתוצאה מכך יעילות גבוהה יותר. בתעשיית האלקטרוניקה, משתמשים במים דה-יוניים לניקוי רכיבי מוליכים למחצה כדי למנוע מזיהום יונים להשפיע על ביצועי המוצר. במעבדות משתמשים במים דה-יוניים להכנת ריאגנטים כדי להבטיח את הדיוק של תוצאות הניסוי. בעת שימוש במערכת דה-יוניזציה, חשוב לחדש את שרף חילופי היונים באופן קבוע כדי למנוע רוויית שרף וירידה ביעילות הדה-יוניזציה. יתר על כן, המערכת צריכה להיות מצוידת במכשיר ניטור איכות המים לניטור טוהר הקולחים בזמן אמת. תחזוקת מערכת הדה-יוניזציה כוללת החלפת שרף וניקוי צנרת. יש ללבוש ציוד מגן במהלך הפעולה כדי למנוע מגע עם חומצות חזקות ואלקליות.
