EDI-moduuli koostuu vuorottelevista kationinvaihtokalvojen, anioninvaihtokalvojen ja ioninvaihtohartsien kerroksista, jotka muodostavat kalvopinorakenteen vuorotellen suolanpoisto- ja rikastekammioilla. Tasajännitteellä vedessä olevat kationit ja anionit kulkeutuvat vastaaville elektrodeille: kationit kulkevat kationinvaihtokalvon läpi rikastekammioon, mutta anioninvaihtokalvo estää ne, kun taas anionit kulkevat anioninvaihtokalvon läpi, mutta kationinvaihtokalvo estää ne, jolloin saavutetaan selektiivinen ionien pidätys.
Suolanpoistokammion sekoitettu hartsipeti saavuttaa dynaamisen puhdistuksen kolmen synergistisen vaikutuksen kautta: ensinnäkin se adsorboi epäpuhtausioneja vedestä ioninvaihdon kautta; sitten sähkökentän ohjaamana adsorboituneet ionit siirtyvät rikastekammioon; samanaikaisesti vesimolekyylien elektrolyysistä syntyvät H+ ja OH⁻ regeneroivat jatkuvasti hartsia säilyttäen sen vaihtokapasiteetin. Tämä itse-regeneraatiomekanismi eliminoi järjestelmän sammuttamisen tarpeen kemiallista regenerointia varten.