通常所说的离子交换是指沸石分子筛骨架外的补偿阳离子的交换。沸石分子筛骨架外的补偿离子一般是质子和碱金属或碱土金属，它们很容易在金属盐的水溶液中被离子交换成各种价态的金属离子型沸石分子筛。

离子在一定的条件下，如水溶液或受较高温度时比较容易迁移。在水溶液中，由于沸石分子筛对离子选择性的不同，则可表现出不同的离子交换性质。金属阳离子与沸石分子筛的水热离子交换反应是自由扩散过程。扩散速度制约着交换反应速度。

通过离子交换可以改变沸石分子筛孔径的大小，从而改变其性能，达到择形吸附分离混合物的目的。

沸石分子筛经离子交换后，阳离子的数目、大小和位置发生改变，如阳离子交换阳离子后使沸石分子筛中的阳离子数目减少，往往造成位置空缺使其孔径变大；而半径较大的离子交换半径较小的离子后，则易使其孔穴受到一定的阻塞，使有效孔径有所减小。

N2/ O2的分离。在变压吸附（PSA）法中，沸石分子筛是利用N2/O2两气体在其表面平衡吸附的差异，选择性地吸附 N2。因为 N2的极化率较大，从而 N2与沸石分子筛中的阳离子及其极性表面作用强于 O2。LiA 型沸石分子筛具有更高的 N2/O2选择比及 N2吸附容量，但热稳定性较差。于是，Li+、碱土金属混合阳离子交换后的 A型沸石分子筛具有较高的 N2/O2选择分离系数、N2吸附容量和较高的热稳定性。另外低***比的 X型沸石分子筛引起了人们的关注。人们对其进行了各种离子交换，其 N2/O2分离选择性较高且热稳定性较好。

沸石分子筛材料的广泛应用（例如：吸附分离、离子交换、催化），是与其结构特点密不可分的。例如，吸附分离性能取决于分子筛的孔道和孔体积的大小；离子交换性能取决于分子筛中阳离子的数目、位置及其孔道的可通行性；催化过程中表现出的择形性与分子筛的孔道尺寸、走向相关，而催化反应中的中间产物以及产品和分子筛的孔道维数或其笼结构相关。因此，分子筛的结构是研究分子筛材料的基本问题。

分子筛的骨架结构由初级结构单元进行有限或者的连接后而形成的。有限的结构单元，如次级结构单元通常是指由TO4四面体通过共同使用的氧原子，从而按照不同的连接方式组成的多元环结构，比较常见的环结构如四元环、五元环、六元环、双四元环和双六元环。现在所发现的为18种次级结构单元。例如4-4次级结构单元，它所代表的的是两个四元环，即双四元环。正如我们所熟知的A型分子筛，它就是通过SOD笼与双四元环之间进行连接从而形成了沸石分子筛。当然我们所说的SBU只是在理论意义上的拓扑单元，是为了更好的理解和解释沸石分子筛的结构，不能这样就认为是沸石分子筛晶化过程的真实物种。