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(tǒng)一的分類方法。一般按膜的宏觀結(jié)構(gòu)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(wǎng)熱壓而成。樹脂分散在黏合劑中，因而其化學結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，本身是均勻的。其化學結(jié)構(gòu)均勻，孔隙小，膜電阻小，不易滲漏，電化學性能優(yōu)良，在生產(chǎn)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(jié)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(jié)構(gòu)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(zhì)復合物膜五種類型。離子交換膜的構(gòu)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(qū)動膜分離器是在外加直流電場的作用下，利用電驅(qū)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(qū)動膜分離器，就是利用多層隔室中的電驅(qū)動膜分離過程達到使水除鹽的目的。

均相膜電滲析電驅(qū)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(zhì)的回收和利用。

均相膜的應用在有機酸生產(chǎn)中的應用

傳統(tǒng)的有機酸發(fā)酵生產(chǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)生大量廢液。

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