超純水的制備通常包括三個階段：預處理階段，主處理階段，以及精化階段。

預處理階段：超純水的預處理階段是超純水制備過程的第一步，包括過濾，軟化，去氯，PH調(diào)節(jié)等步驟，主要目的是去除水中的顆粒、微生物、有機物和某些離子。

超純水的水源一般來自于城市自來水。城市自來水一般會用氯進行消毒殺菌，因此城市自來水中含有大量的氯及雜質(zhì)。通過使用各種過濾器來去除水中的懸浮顆粒和某些有機物質(zhì)。之后通過離子交換樹脂對水進行軟化，防止鈣和鎂離子沉積結(jié)垢。在生產(chǎn)制造中，氯可能會產(chǎn)生不良影響。因此，去氯通常作為預處理的一部分，以除去水質(zhì)中的氯元素。最后一步是調(diào)節(jié)PH，電子元件的超純水一般要求PH在7左右，可以通過加酸或加堿來調(diào)節(jié)PH.主處理階段：在這個階段，首先使用反滲透（RO）膜技術(shù)來去除水中的大部分溶質(zhì)。滲透是水分子從低濃度溶液通過半透膜到高濃度溶液的過程，以達到兩側(cè)的濃度均衡。反滲透則是利用壓力來使水分子反向通過半透膜，從而達到凈化水的目的。然后，使用離子交換（IX）和Electrodeionization（EDI）等技術(shù)進行深度去離子化。

精化階段：在這個階段，根據(jù)制造端對水質(zhì)的要求，超純水處理設備通常會進行脫氣、微濾、超濾、紫外線照射等，以使水質(zhì)達到標準。