Água desionizada é água livre de todos os átomos ou moléculas carregadas. É a água que teve todos ou quase todos os seus íons minerais removidos, incluindo sódio, cálcio, cobre, sulfato, ferro e cobre.
A desionização é um processo químico que utiliza resinas de troca iônica especialmente fabricadas que substituem o íon hidrogênio e o íon hidróxido por minerais dissolvidos, que então se unem formando água. Existem três tipos de deionização: co-corrente, contra-corrente e leito misto. A desionização é semelhante à destilação, pois ambos os processos produzem água purificada. No entanto, a desionização não remove completamente as moléculas orgânicas não carregadas e outras impurezas, como vírus ou bactérias. A destilação, por outro lado, produz água pura.