海水淡化是從鹽水中去除礦物質成分的過程。更一般地說，脫鹽是指從目標物質中去除鹽分和礦物質，就像在土壤脫鹽中一樣，這是農業的一個問題。鹽水（尤其是海水）被淡化以生產適合人類飲用或灌溉的水。海水淡化過程的副產品是鹽水。許多海船和潛艇都使用海水淡化.現代對海水淡化的興趣大多集中在以具有成本效益的方式提供人類使用的淡水。與回收的廢水一起，它是為數不多的不依賴降雨的水資源之一。

由于其能源消耗，海水淡化通常比來自地表水或地下水的淡水、水循環利用和節水成本更高。然而，這些替代品并不總是可用的，儲備枯竭是世界范圍內的一個關鍵問題。脫鹽過程通常由熱能（在蒸餾的情況下）或機械（例如在反滲透的情況下）能量類型驅動。

外部音頻“讓沙漠綻放：利用大自然拯救我們擺脫干旱”，蒸餾播客和成績單，第239集，2019年3月19日，科學史研究所多級閃蒸淡化器示意圖A–蒸汽進入B–海水進入C–飲用水流出D–鹽水流出（廢物）E–冷凝水流出F–熱交換G–冷凝收集（淡化水）H–鹽水加熱器壓力容器起作用作為逆流換熱器。真空泵降低容器中的壓力，以促進從右側進入容器的加熱海水（鹽水）的蒸發（較深的陰影表示較低的溫度）。蒸汽在容器頂部的管道上冷凝，新鮮海水在其中從左向右移動。典型反滲透海水淡化廠平面圖

目前全球約有21,000座海水淡化廠在運行。xxx的是阿拉伯聯合酋長國、沙特阿拉伯和以色列。世界上xxx的海水淡化廠位于沙特阿拉伯（RasAl-Khair電力和海水淡化廠），日處理能力為1,401,000立方米。

與大多數替代水源相比，海水淡化目前的成本很高，而且只有很小一部分人類用水可以通過海水淡化來滿足。它通常僅在干旱地區的高價值用途（如家庭和工業用途）中具有經濟實用性。然而，用于農業用途的海水淡化以及新加坡或加利福尼亞等人口稠密地區的海水淡化有所增長。最廣泛的用途是在波斯灣。

2004年的一項研究指出，雖然成本正在下降，而且對靠近海洋的富裕地區的技術普遍持積極態度，但“淡化水可能是一些缺水地區的解決方案，但不適用于貧困地區、深海地區。大陸內部，或高海拔地區。不幸的是，這包括一些水問題xxx的地方。”，而且，“確實，需要將水抬高2000米，或將其運輸超過1600公里才能獲得運輸成本等于海水淡化成本。

因此，從其他地方運輸淡水可能比淡化淡水更經濟。在遠離大海的地方，如新德里，或在高處，如墨西哥城，運輸成本可能與海水淡化成本相匹配。在利雅得和哈拉雷等距離大海有些遠且有些高的地方，淡化水也很昂貴。相比之下，其他地方的運輸成本要低得多，例如曼谷、薩拉戈薩、鳳凰城，當然還有的黎波里等沿海城市。”在朱拜勒海水淡化后，沙特阿拉伯，水被抽到內陸320公里到利雅得。對于沿海城市，海水淡化越來越被視為一種競爭選擇。

并非所有人都相信海水淡化在可預見的未來是或將是經濟上可行或環境上可持續的。黛比庫克在2011年寫道，海水淡化廠可能是能源密集型且成本高昂的。因此，與投資海水淡化廠相比，水資源緊張的地區可能會更好地關注保護或其他供水解決方案。

有幾種方法。每個都有優點和缺點，但都是有用的。這些方法可以分為基于膜的（例如，反滲透）和基于熱（例如，多級閃蒸）的方法。傳統的脫鹽過程是蒸餾，即將海水煮沸和再冷凝，留下鹽分和雜質。

目前世界上有兩種海水淡化能力更強的技術，多級閃蒸和反滲透。

海水淡化會從水中去除碘，并可能增加碘缺乏癥的風險。以色列研究人員聲稱海水淡化和碘缺乏之間可能存在聯系，發現暴露于缺碘水的成年人中碘缺乏，同時他們所在地區的海水反滲透(SWRO)飲用水比例越來越高。他們后來在依賴淡化海水的人群中發現了可能的碘缺乏癥。以色列研究人員提出了大量淡化水使用和全國碘缺乏癥的可能聯系。他們發現以色列普通人群的碘缺乏負擔很高：62%的學齡兒童和85%的孕婦低于世衛組織的充足范圍。他們還指出，國家對缺碘淡化水的依賴、缺乏普遍的食鹽加碘計劃以及報告稱以色列甲狀腺藥物的使用增加可能是人口碘攝入量低的原因。在進行調查的那一年，海水淡化廠產生的水量約占以色列所有需求淡水供應量的50%，約占以色列家庭和工業用水供應量的80%。

其他海水淡化技術包括：

熱驅動海水淡化技術經常被建議用于低溫廢熱源，因為低溫對許多工業過程沒有用處，但對于海水淡化中的較低溫度來說是理想的。事實上，這種與廢熱的配對甚至可以改善電氣過程：柴油發電機通常在偏遠地區提供電力。大約40-50%的能量輸出是通過排氣離開發動機的低級熱量。將熱脫鹽技術（如膜蒸餾系統）連接到柴油發動機排氣，可將這種低品位熱量重新用于脫鹽。系統主動冷卻柴油發電機，提高其效率并增加其電力輸出。這導致了能源中性的海水淡化解決方案。2014年3月，荷蘭公司Aquaver為馬爾代夫的Gulhi委托了一個示例工廠。

低溫熱脫鹽(LTTD)最初源于海洋熱能轉換研究，利用了即使在環境溫度下也能在低壓下沸騰的水。該系統使用泵來創造一個低壓、低溫環境，在該環境中，水在兩個體積的水之間以8–10°C(46–50°F)的溫度梯度沸騰。涼爽的海水從最深600m(2,000ft)的深處供應。這些水通過盤管泵送以冷凝水蒸氣。生成的冷凝物是純凈水。LTTD可以利用發電廠可用的溫度梯度，從發電廠排放大量溫暖的廢水，從而減少產生溫度梯度所需的能量輸入。

在美國和日本進行了實驗以測試該方法。在日本，佐賀大學測試了一種噴霧閃蒸系統。在夏威夷，國家能源實驗室在大約500m（1,600英尺）的深度使用地表水和水之間20°C的溫差測試了一個開放循環的OTEC工廠，該工廠利用淡水和電力生產。LTTD于2004年由印度國家海洋技術研究所(NIOT)研究。他們的xxx家LTTD工廠于2005年在Lakshadweep群島的Kavaratti開業。該工廠的產能為100,000升（22,000英加侖；26,000美加侖）/天，資本成本為5000萬印度盧比（922,000歐元）。該工廠使用溫度為10至12°C（50至54°F）的深水。2007年，NIOT在欽奈海岸開設了一家實驗性的浮動LTTD工廠，產能為1,000,000升（220,000英加侖；260,000美加侖）/天。2009年，在北欽奈熱電廠建立了一個較小的工廠，以證明LTTD應用在電廠冷卻水可用的情況下。