海水是一种非常复杂的多组分水溶液。由于其含盐量非常高，而不能被直接使用，目前主要采用两种方法淡化海水，即蒸馏法和反渗透法。下面，介绍几个常用的海水淡化技术。
一、海水淡化：反渗透法（RO）
将海水加压，使淡水透过渗透膜而盐分被截留的淡化方法。反渗透主体设备主要由高压泵、反渗透膜、能量回收三部分组成，无论海水、苦咸水，亦无论大型、中型、小型都适应，是海水淡化技术近二十年来发展最快的，除了中东国家，美洲、亚洲和欧洲，大中生产规模的装置都以反渗透为首选，也是我国目前的首选方法。
二、海水淡化：多级闪蒸（MSF）
将经过加热的海水，引入到一个压力较低的空间内，由于环境压力低于受热海水的温度所对应的饱和蒸汽压，此时海水急速地部分汽化，产生蒸汽，经冷凝而变成淡水。利用这一原理便可做成依次多个压力逐级降低的闪蒸室进行蒸发。多级闪蒸海水淡化装置其规模可以较大，成为大型海水淡化工厂，并可以与热电厂建在一起，利用热电厂的余热加热海水，而水电联产将可以大幅度降低生产成本，现行大型海水淡化厂大多采用此法。
三、海水淡化：多效蒸发（ME）
将加热后的海水经多个蒸发器串联运行的蒸发过程。也主要是与火电站联合运行，但规模一般在日产万吨以下。这包括两种类型，一类是多效分裂式，七八十年代较盛行，称为竖管蒸发（VTE）。操作温度一般较高，顶温在100～120度，欧洲和亚洲一些火电厂都在使用；另一类是低温多效蒸馏（LT—MED），顶温在70度左右，较前者更具竞争力，是蒸馏法中最节能的方法之一，国华黄骅电厂就是用的这项技术。
四、海水淡化：压汽蒸馏（VC）
海水预热后，进入蒸发器并在蒸发器内部分蒸发。所产生的二次蒸汽经压缩机压缩提高压力后引入到蒸发器的加热侧。蒸汽冷凝后得到淡水，如此实现热能的循环利用。其用电或蒸汽驱动，也属于最省能的淡化方法之一。但规模一般不大，多为日产千吨级。。
五、海水淡化：电渗析法（ED）
电渗析以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性而脱出水中离子的淡化过程。电去离子（EDI）是一种电渗析和离子交换相结合的方法，在直流电场的作用下，实现电渗析过程，离子交换盐和离子交换连续再生过程。
六、海水淡化：冷冻法
即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。从理论上分析，是最有前途的淡化方法之一，但目前未形成实用规模。我国海冰资源巨大，只是采集、融化、冰水除盐等的工耗、能耗以及相关设施问题，尚需进一步做工程研究。而人工冷却法，早在七十年代美国就着手研究，问题是从制冷、结冰、冰晶输送、洗滁、融化以及冷量回收等单元过程太多，效率不高，成本过大。
