双极膜阳离子交换膜层和阴离子交换膜层之间的结合牢固持久，其界面层薄以减少电压降，而且允许水容易地从内部，扩散到界面层以供水的解离反应，从而产生较高的电流密度，将使所需膜面积小化。与传统的膜联合使用，双极膜可以构成不同的结构，分别为三室双极膜结构和两室双极膜结构。
　　一、三室双极膜堆
　　在传统电渗析膜中增加一个双极膜，即可形成一个三室电渗析膜结构。即双极膜位于阴离子交换膜和阳离子交换膜的任意一侧，形成三个隔室，双极膜和阴离子交换膜之间为酸液，双极膜和阳离子交换膜之间为碱液，阳离子和阴离子交换膜之间为盐液。
　　显而易见，盐溶液进入盐室，水进入酸室及碱室，通过直流电场，可以将盐水溶液如Nacl转化成碱NaOH和酸HCl。同样地，其他盐类以及有机酸和碱也能够被转化。
　　二、两室双极膜堆
　　其它二个主要双极膜电渗析结构，通常是只由阳离子交换膜和双极膜组成的，或者只由阴离子交换膜和双极膜组成的两室单元。应用任何一种两室结构的系统，在某些应用领域，也许是可行的工艺，并且能够带来经济效益。
　　由双极膜和阳离子交换膜构成的两室单元，能用于转化，如醋酸钠、乳酸盐、甲酸盐，甘氨酸盐等弱酸强碱盐，以及其它有机酸和氨基酸的生产，其还可以应用于葡萄酒和葡萄汁的pH调整。
　　同样地，由双极膜和阴离子交换膜构成的两室单元，能用于转化如氯化铵、硫酸铵和乳酸铵等弱碱（氨）强酸盐。