國際上的海水淡化技術有20多種，包括反滲透、低多效、多級閃蒸、電滲析、加壓蒸餾、露點蒸發、水電聯產、熱膜聯產，利用核能、太陽能、風能、潮汐能的海水淡化技術，以及微濾、超濾、納濾等多種預處理和後處理工藝。
壹般用以下方法將海水變成淡水。
壹、蒸餾法
雖然蒸餾是壹種古老的方法，但由於技術的不斷改進和發展，它仍然占主導地位。蒸餾淡化過程的本質是水蒸氣的形成過程，其原理就像海水受熱蒸發形成雲，雲在壹定條件下冷卻形成雨，雨是不鹹的。根據所用能源、設備和工藝的不同，主要可分為設備蒸餾、蒸汽壓縮蒸餾和多級閃蒸。
二、冷凍法
冷凍法，即冷凍海水使其結冰，在液態淡水變成固態冰的同時析出鹽分。冷凍法和蒸餾法都有不可克服的缺點，其中蒸餾法耗能大，在儀器中產生了很多水垢，但得到的淡水不多，而冷凍法也耗能大，但得到的淡水口感差，難以使用。
三、反滲透法
俗稱超濾，是1953才采用的膜分離脫鹽方法。在這種方法中，通過使用只允許溶劑滲透而不允許溶質滲透的半透膜將海水與淡水分開。正常情況下，淡水通過半透膜向海水側擴散，使海水側液位逐漸上升，直至達到壹定高度。這個過程就是滲透。
此時，海水側高度處水柱的靜壓力稱為滲透壓。如果在海水的壹側施加大於海水滲透壓的外壓，海水中的純水就會反滲透成淡水。反滲透最大的優點是節能。其能耗僅為電滲析法的1/2，蒸餾法的1/40。因此，從1974開始，美國、日本等發達國家將發展重點轉向反滲透。