Sistem pelembut air menggunakan proses yang disebut pertukaran ion untuk menghilangkan kalsium dan magnesium, yang merupakan merek dagang dari air sadah. Air yang terlalu keras dapat mempersulit pembersihan rumah tangga, karena sering meninggalkan sampah di dapur dan perlengkapan kamar mandi, pakaian kusam, dan meninggalkan noda pada piring. Pelunakan air harus digunakan dengan hati-hati, karena ia menukar natrium dengan mineral yang memberikan karakteristik keras pada air, dan mungkin berbahaya bagi orang yang menjalani diet rendah natrium. Natrium yang dihasilkan oleh pelunakan air juga bisa berbahaya bagi tanaman. Berbagai jenis sistem pelembut air semuanya menggunakan pertukaran ion, tetapi mereka bervariasi dalam jumlah input yang mereka butuhkan dari operator.
Air sadah berasal dari sumber air tanah, seperti akuifer, karena kalsium, magnesium, dan mineral lainnya larut ke dalam air dari batuan sekitarnya. Kalsium dan magnesium menyebabkan sifat-sifat yang disebut keras. Kekerasan diukur dalam butir per galon (GPG), dengan satu butir kekerasan sama dengan berat satu biji gandum. Setiap air dengan kalsium dan magnesium lebih dari 1 GPG dianggap keras, dengan lebih dari 10.5 GPG diklasifikasikan sebagai sangat keras.
Bahan kimia terkadang ditambahkan ke deterjen cucian untuk melunakkan air yang digunakan untuk mencuci pakaian, tetapi semua sistem pelembut air yang mengolah air yang digunakan oleh seluruh rumah menggunakan pertukaran ion. Ion adalah molekul bermuatan listrik, dan ion yang berbeda mungkin memiliki kekuatan muatan yang berbeda. Pelunak air mengandung media pertukaran, yang mulai dilapisi dengan ion natrium bermuatan positif. Ion kalsium dan magnesium dalam air sadah juga bermuatan positif, tetapi mereka memiliki muatan yang lebih kuat daripada ion natrium. Ini berarti bahwa ketika air melewati media pertukaran, ion kalsium dan magnesium ditangkap oleh media, sedangkan ion natrium dibebaskan darinya, karena ion kalsium dan magnesium memiliki daya tarik yang lebih kuat.
Akhirnya, media pertukaran dalam sistem pelunak air menjadi sepenuhnya dilapisi ion kalsium dan magnesium. Ketika ini terjadi, pelembut dicuci kembali dengan larutan natrium klorida, proses yang dikenal sebagai pengisian ulang. Ion kalsium dan magnesium membentuk senyawa dengan klorin dan hanyut, sedangkan ion natrium kembali terikat pada media pertukaran.
Berbagai jenis sistem pelembut air bervariasi sesuai dengan seberapa banyak pekerjaan yang harus dilakukan pengguna untuk mengisi ulang. Jenis pelunak air rumah yang paling populer adalah pelunak otomatis, kadang juga disebut pelunak otomatis penuh, yang menggunakan pengatur waktu yang disetel oleh pemilik untuk mengisi ulang sistem secara otomatis. Jenis pelunak air lain yang beroperasi secara otomatis adalah regenerasi yang dimulai dengan permintaan (DIR), yang menentukan kapan sistem perlu diisi ulang berdasarkan jumlah air yang telah digunakan.
Baik sistem manual maupun semi-otomatis membutuhkan lebih banyak input dari pengguna. Pelembut air semi-otomatis mengharuskan pemiliknya memberi tahu pelembut secara manual kapan harus mengisi ulang. Pelunak air manual mengharuskan pengguna untuk mengatur semua parameter untuk mengisi ulang pelembut, termasuk kapan sistem diisi ulang dan untuk berapa lama.