一. 原理
離子交換色譜的固定相是交換劑，根據交換劑性質可分為：
陽離子交換劑和陰離子交換劑。
交換劑由固定的離子基團和可交換的平衡離子組成。當流動相帶著組分離子通過離子交換柱時，組分離子與交換劑上可交換的平衡離子進行可逆交換，最后達到交換平衡，陰陽離子的交換平衡可表示為：
陽離子交換： R+Y- + X- = R+X-+ Y-
陰離子交換： R-Y+ + X+ = R-X++ Y+
R+ 、R-—為交換劑上的固定離子基團，如RSO3-或RNH3+;
Y+、Y-—為可交換的平衡離子，可以是H+、Na+或OH-、Cl-等
X+ 、X-—為組分離子。
組分離子對固定離子基團的親和力強，分配系數大，其保留時間長;反之，分配系數小，其保留時間短;因此：
離子交換色譜：是根據不同組分離子對固定離子基團的親和力的差別而達到分離的目的。
二. 固定相
離子交換色譜固定相：早期離子交換色譜法采用離子交換樹脂作為固定相，有溶脹和收縮現象，不耐高壓，而且表面微孔結構影響傳質，柱效低，現已被離子交換鍵合相所取代。
離子交換鍵合相：是以薄殼型或全多孔微粒硅膠為載體，表面經化學反應鍵合上各種離子交換基團。若帶上磺酸基(-SO3H 強酸性)、羧基(一COOH 弱酸性)就是陽離交換樹脂;若帶上季胺基(-NR3Cl強堿性)或胺基(-NH2弱堿性)就是陰離子交換劑。
(分離分析：核苷酸、碳水化合物、有機酸、蛋白質、酶等)
三. 流動相
離子交換色譜流動相：通常是鹽類的緩沖溶液。通過改變流動相的 pH、緩沖劑(平衡離子)的類型、離子強度以及加入有機溶劑、配位劑等都會改變交換劑的選擇性，影響樣品的分離效果。
常用的緩沖劑有：磷酸鹽、乙酸鹽、檸檬酸鹽、甲酸鹽、氨水等。