1、一種是蒸溜法。即把海水加熱，變成蒸汽，然後使蒸汽冷卻變成淡水。一次蒸餾不行，還可以蒸餾多次。蒸餾法的缺點是要消耗較多的能量。如果利用工業餘熱，特別是核電廠的高温餘熱來加熱海水，就可以節省燃料，降低淡化的成本。
2、再一種是電滲析法。它依靠兩種薄膜——陽離子膜和陰離子膜，經過通電把海水裏的鹽類分解成為陽離子和陰離子，並且分別通過薄膜遷移到另一邊，剩下的便是不含鹽的淡水。雖然電滲析法耗能相對較少，但是不能除去海水中不帶電荷的雜質。
3、第三種是反滲透法。利用一種薄薄的具有多孔結構的反滲透膜作為核心部件，在加壓條件下，薄膜只讓水通過，而把鹽類物質拒絕於薄膜外，這樣淡水和鹽類就分開了。反滲透法不僅分離效率高，能量消耗少，而且設備簡單，所以備受人們的歡迎，成為當今世界各國最廣泛使用的海水淡化技術。據統計，1994年，世界上用此法日產淡水120萬噸。我國也在舟山地區建造了用此法日產500噸淡水的示範工程。
