純水系統一般指通過各種水處理工藝和水質監測系統來到達到純化水的目的的一類裝置。天然水中常見雜質包括可溶性無機物、有機物、顆粒物、微生物、可溶性氣體等。超純水機就是要儘可能徹底地去除這些雜質。
目前常用淨化水質的工藝方法有蒸餾法、反滲透法、離子交換法、過濾法、吸附法、紫外氧化法等。超純水機一般可以將水的純化過程大致分為4大步，預處理（初級淨化）、反滲透（生產出純水），離子交換（可生產出18.2MΩ.cm超純水）和終端處理（生產出符合特殊要求的超純水）。
預處理
由於預處理後的水將通過反滲透進行再一步的淨化，所以一定要儘量去除對反滲透膜有影響的雜質；主要包括大顆粒物質、餘氯以及鈣離子鎂離子。
為很好的解決這一問題，設計精密過濾器、活性碳吸附過濾器以及軟化樹脂針對性地去除水中大顆粒物質、餘氯以及鈣離子鎂離子達到最佳的預處理效果。
反滲透
反滲透是使用一個高壓泵對高濃度溶液提供比滲透壓差大的壓力，水分子將被迫通過半透膜到低濃度的一邊，反滲透可以濾除90%-99%的包括無機離子在內的絕大多數汙染物，因為它出眾的純化效率，反滲透是水純化系統的一個非常有效的技術，因為反滲透能去除大部分的汙物。
離子交換
離子交換即是水中的正離子與離子交換樹脂中的H+ 離子交換，水中的負離子與離子交換樹脂上的OH-離子交換，從而達到純化水的目的。通過離子交換去除離子，理論上幾乎能除去所有的離子物質，在25℃時，出水電阻率達到18.2MΩ。cm。經離子交換出水水質的高低主要取決於離子交換樹脂的質量和交換柱內水與樹脂的交換效率。
終端處理
主要根據客戶的特殊要求生產出超低有機型、無菌型、無熱源型等的超純水。針對不同要求有多種處理方式，如超濾過濾法用於去除熱源，雙波長紫外氧化法用於降低水中總有機碳（TOC），微濾去除細菌等。
超濾（UF）薄膜則是一個分子篩，它以尺寸為基準，讓溶液通過極細微的濾膜，以達到分離溶液中不同大小分子的目的，可將超純水中的熱源含量降至0.001EU/ml以下。雙波長紫外氧化法可利用光氧化有機化合物，將超純水中的總有機碳濃度降低至5ppb以下。