全自动软水器的工作原理是采用一种叫离子交换的方法。离子交换法是出去水中钙镁离子的传统工艺，它的优势是工艺成熟、适用性强、离子交换树脂可再生。离子交换树脂是一种聚合物，带有相应的功能基团。比如钠离子交换树脂表示带有大量的钠离子。

当水中的钙镁离子含量高时，离子交换树脂可以释放出钠离子，功能基团与钙镁离子结合，这样水中的钙镁离子含量下降，水的硬度下降。硬水就变成了软水，这是软化水设备的工作过程。

当树脂上大量功能基团与钙镁离子结合后，树脂的软化能力下降，可以用氯化钠溶液流过树脂，此时溶液中的钠离子含量高，功能基团会释放出钙镁离子而重新与钠离子结合，这样树脂就恢复了交换能力，这个过程为“再生”。

软化过程和再生过程即是全自动软水器的主要工作流程。