A água deionizada, tal como a água destilada e purificada, é um elemento integrante de todos os laboratórios e é utilizada na preparação de meios microbiológicos, tampões, produção de reagentes químicos e bioquímicos, cultivo de culturas celulares, análise instrumental fina, cromatografia, etc.
Deve-se notar que o prazo de conservação da água destilada não deve exceder 24 horas. Para armazenagem de água de tipo II são necessárias condições especiais: estanqueidade do recipiente, circulação e aquecimento da água para garantir a manutenção de sua qualidade. A água de tipo I não deve ser de todo armazenada.
Os deionizadores de água são amplamente utilizados na indústria eletrônica. A água que produzem é utilizada para lavar os PCB, limpar peças e refrigerar impressoras 3D. A água deionizada é também amplamente utilizada na engenharia de alta precisão devido à ausência de impurezas estranhas e de elementos dissolvidos que afetam a qualidade do produto. A utilização de deionizadores e unidades de osmose inversa prevê a aquisição e substituição regular de elementos filtrantes, membranas e resinas de permuta iônica. A frequência de substituição de consumíveis depende da intensidade de utilização.
Os deionizadores de água, bem como as unidades de tratamento de água por osmose inversa, apresentam uma série de vantagens em relação ao método de tratamento tradicional que é a destilação. Estas incluem o baixo consumo de energia e o menor consumo de água fornecida. Mas muitas vezes todas estas deficiências são compensadas pelo custo dos filtros, membranas e resinas que requerem uma substituição regular.
Além disso, os deionizadores e os sistemas de osmose inversa não permitem a "desgaseificação" da água, ou seja, durante o processo de tratamento não são removidos os gases contidos na água.