材料的化学结构，一般为大分子型，必须在其分子中含有一个或数个酸基团或碱基团。为了说明交换现象，这类基团的存在可把阳离子交换剂比作形式为H-R的酸，而阴离子交换剂比作形式为R-OH的碱。酸或碱的强度取决于分子核的本质和与之联结的基团，如HCO₂、HSO₃、 NH₃OH等。仅有一种基团的交换材料是单功能的， 例如HCO₂或HSO₃，如果分子中同时含有几种性质不同的基团则是多功能的，从而也就具有不同的离子强度，产品在正常使用条件下必须不溶解。在实践中，当前常用的交换材料均能满足这一要求，而且如不考虑初始阶段，在正常流量和温度条件下用普通分析方法观察不出它们在周围介质温度中的真溶解度。对某些交换材料来说，一旦达到某一温度，这一点就不再真实了。产品必须呈最大均匀性的颗粒形状，而且其粒度必须能使透过的水头损失在容许的范围之内。交换物质状态改变时必须不致引起其物理结构的任何变形。交换材料可能需要用来固着大小和重量差异很大的离子或高解复体。在有些情况中这样会导致明显的膨胀或收缩。显然这种胀缩不得造成颗粒破裂。装置的设计必须能在最困难的情况下允许这种膨胀而不在床内引起过度应力。