全自动软水装置通过钠离子交换技术去除水中钙、镁离子，其核心是强酸性阳离子交换树脂。当硬水通过树脂层时，树脂中的钠离子（Na⁺）与水中的钙（Ca²⁺）、镁（Mg²⁺）离子发生交换反应，生成低硬度的软化水，化学反应式为：
2RNa + Ca²⁺ → R₂Ca + 2Na⁺
2RNa + Mg²⁺ → R₂Mg + 2Na⁺
当树脂吸附饱和后，通过再生过程恢复交换能力。再生时，高浓度盐水（NaCl溶液）流经树脂层，钠离子置换出树脂上的钙、镁离子，化学反应式为：
R₂Ca + 2NaCl → 2RNa + CaCl₂
R₂Mg + 2NaCl → 2RNa + MgCl₂