雙極膜陽離子交換膜層和陰離子交換膜層之間的結合牢固持久，其界面層薄以減少電壓降，而且允許水容易地從內部，擴散到界面層以供水的解離反應，從而產生較高的電流密度，將使所需膜面積小化。與傳統的膜聯合使用，雙極膜可以構成不同的結構，分別為三室雙極膜結構和兩室雙極膜結構。
　　一、三室雙極膜堆
　　在傳統電滲析膜中增加一個雙極膜，即可形成一個三室電滲析膜結構。即雙極膜位于陰離子交換膜和陽離子交換膜的任意一側，形成三個隔室，雙極膜和陰離子交換膜之間為酸液，雙極膜和陽離子交換膜之間為堿液，陽離子和陰離子交換膜之間為鹽液。
　　顯而易見，鹽溶液進入鹽室，水進入酸室及堿室，通過直流電場，可以將鹽水溶液如Nacl轉化成堿NaOH和酸HCl。同樣地，其他鹽類以及有機酸和堿也能夠被轉化。
　　二、兩室雙極膜堆
　　其它二個主要雙極膜電滲析結構，通常是只由陽離子交換膜和雙極膜組成的，或者只由陰離子交換膜和雙極膜組成的兩室單元。應用任何一種兩室結構的系統，在某些應用領域，也許是可行的工藝，并且能夠帶來經濟效益。
　　由雙極膜和陽離子交換膜構成的兩室單元，能用于轉化，如醋酸鈉、乳酸鹽、甲酸鹽，甘氨酸鹽等弱酸強堿鹽，以及其它有機酸和氨基酸的生產，其還可以應用于葡萄酒和葡萄汁的pH調整。
　　同樣地，由雙極膜和陰離子交換膜構成的兩室單元，能用于轉化如氯化銨、硫酸銨和乳酸銨等弱堿（氨）強酸鹽。