El agua desionizada o agua desmineralizada es aquella a la que se le han extraído cationes como el sodio, el calcio, el hierro, el cobre y otros, y aniones tales como el carbonato, el fluoruro, el cloruro y otros, mediante un proceso de intercambio iónico. Esto significa que al agua se le han quitado todos los iones, excepto el ion hidrógeno (H+) o, expresado con términos más rigurosos, el H3O+ y el OH-, pero puede contener pequeñas cantidades de impurezas no iónicas, como compuestos orgánicos.
Es similar al agua destilada, en el sentido de que es útil para experimentos científicos; por ejemplo, en el área de la química analítica, donde se necesitan aguas puras, libres de iones interferentes.
El agua milli Q tiene, generalmente, una resistividad de 18,2 MΩ·cm, o su inversa, la conductividad eléctrica, de 0,055 μS·cm−1.
El agua desionizada puede cambiar su pH con facilidad al ser almacenada, debido a que absorbe el CO2 atmosférico. Este, al disolverse, forma ácido carbónico, de ahí el aumento de la acidez, que puede eliminarse hirviendo el agua.
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