離子交換膜是具有離子交換性能的、由高分子材料制成的薄膜(也有無機離子交換股，但其使用尚不普通)。它與離子交換樹脂相似，都是在高分子骨架上連接一個活性基團，但作用機理和方式、效果都有不同之處。當前市場上離子交換膜種類繁多，也沒有統一的分類方法。一般按膜的宏觀結構分為三大類：

1. 非均相離子交換膜 由粉末狀的離子交換樹脂加黏合劑混煉、拉片、加網熱壓而成。樹脂分散在黏合劑中，因而其化學結構是不均勻的。

2. 均相離子交換膜 均相離子交換膜系將活性基團引入一惰性支持物中制成。它沒有異相結構，本身是均勻的。其化學結構均勻，孔隙小，膜電阻小，不易滲漏，電化學性能優良，在生產中應用廣泛。但制作復雜，機械強度較低。

3. 半均相離子交換膜 也是將活性基團引入高分子支持物制成的。但兩者不形成化學結合，其性能介于均相離子交換膜和非均相離子交換膜之間。

此外，離子交換膜按功能及結構的不同，可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合物膜五種類型。離子交換膜的構造和離子交換樹脂相同，但為膜的形式。

均相膜的應用均相膜電滲析電驅動膜分離器是在外加直流電場的作用下，利用電驅動膜的選擇透過性，使離子從一部分水中遷移到另一部分水中的物理化學過程。均相膜電滲析電驅動膜分離器，就是利用多層隔室中的電驅動膜分離過程達到使水除鹽的目的。

均相膜電滲析電驅動膜分離器在廢水處理工程中的應用主要是廢水脫鹽，以及有用物質的回收和利用。

均相膜的應用在有機酸生產中的應用

傳統的有機酸發酵生產下游處理工藝大多采用離子交換法。離子交換法是使有機酸鹽溶液通過酸型陽離子交換柱，其中金屬離子與陽離子交換樹脂上的氫交換，從而轉化成有機酸。

這種方法所用的離子交換柱體積龐大，離子交換樹脂需反復再生，操作復雜，還要消耗大量的酸堿和洗滌用水，并產生大量廢液。

若用均相膜電滲析直接從發酵液生產有機酸，借助于均相膜離解的H+將發酵液中的有機酸根轉化為有機酸，離解的OH-和發酵液中的陽離子結合形成堿，再回用于發酵。