ولدى تمرير تيار كهربائي خلال الماء المالح تنسحب الأيونات السالبة عبر الأغشية المنفذة للشحنات السالبة متجهة إلى القطب الموجب، وتنسحب الشحنات الموجبة خلال الأغشية المنفذة للشحنات الموجبة متجهة إلى القطب السالب. ونتيجة لهذا، يتجمع الملح في حجيرات متجاورة متعاقبة؛ لأن أيونات الصوديوم تدخل من جانب وأيونات الكلوريد من الجانب الآخر. ويجري سحب الماء المالح للخارج ويبقى الماء العذب في الحجيرات البينية.
عمليات أخرى لتحلية الماء المالح. قامت العديد من المعامل خلال سبعينيات القرن العشرين بتجريب التجميد بوصفه طريقة لتحلية ماء البحر. عند تجميد ماء البحر تكوِّن بلورات الجليد الناتجة ماء نقيًا في حالة صلبة. وينفصل الملح ويحجز بين بلورات الجليد. ويتم تجميد الماء بطرق عديدة، ولكن المشكلة الرئيسية تكمن في كيفية فصل بلورات الجليد عن الملح. وتتم هذه العملية عادة بشطف وغسل الملح بماء عذب. وينصهر الجليد بعدئذ ويصبح ماء سائلًا عذبًا. وقد حالت التكلفة العالية والمشاكل الهندسية دون الاستعمال التجاري لتجميد الماء كطريقة لتحليته.
مستقبل تحلية الماء المالح. تتطلب كل طرق التحلية كميات كبيرة من الطاقة، وتوليد الطاقة أمر باهظ التكلفة سواء ولّدت من طرق كهربائية أو بحرق الوقود أو من معامل قدرة نووية.
و قد تسعف تحلية المياه بشكل رئيسي المناطق الجافة الواقعة على سواحل البحار، ولكنها تعطي أملًا بسيطًا للتغلب على شُح الماء العذب في المدن التي تقع بعيدًا عن شواطئ البحار أو التي تقع فوق الجبال. وجلب الماء إلى هذه المدن يمكن أن يكون أكثر تكلفة من عملية تحلية الماء.