Sarea este îndepărtată din apa de mare prin diferite soiuri de două procese de bază: distilarea, denumită și "osmoză" termică și inversă, numită și "membrană". apa de mare până se evaporă, lăsând sarea în spate și apoi lăsând vaporii de apă să se condenseze și să se colecteze în altă parte. Osmosul invers utilizează presiunea pentru a forța apa de mare împotriva unui filtru specializat sau a unei membrane semipermeabile cu deschideri prea mici pentru a permite sarea dizolvată să treacă.
Procesele de distilare utilizate pentru desalinizare includ metoda de bliț în mai multe etape, distilarea cu efect multiplu și distilarea prin compresie în vapori. Procesele cu membrane includ osmoza inversă, electrodializa și inversarea electrodializei. Dizolvarea rapidă în mai multe etape și osmoza inversă reprezintă cea mai mare parte a metodelor uzinei de desalinizare utilizate în întreaga lume. Cea mai mare fabrică de desalinizare din lume, o instalație integrată de alimentare cu apă și apă, se află în Arabia Saudită. Cea mai mare parte a aprovizionării cu apă menajeră produsă prin desalinizarea apei de mare, la aproximativ 40%, este în Israel.Metodele de desalinizare prin distilare și osmoză inversă sunt costisitoare. Se utilizează o mare cantitate de energie electrică, cu randamentul de distilare ca fiind cel mai mare consumator de energie. Cogenerarea este o posibilă soluție la problema costurilor care aplică excesul de căldură produs de o centrală electrică unui proces suplimentar, cum ar fi desalinizarea, într-o instalație cu dublă utilizare. Majoritatea centralelor de cogenerare care produc apă potabilă din apa de mare sunt în Africa de Nord sau în Orientul Mijlociu, unde rezervele abundente de petrol ajută la compensarea accesului limitat al apei potabile.
