随着海水淡化的发展，海水淡化方法日益增多，到目前为止，主要的海水淡化方法已经达到 20 种。根据分离过程，海水淡化主要包括蒸馏法、膜法、冷冻法、溶剂萃取法等。
（1）蒸馏法海水淡化是将海水加热蒸发，再使蒸汽冷凝得到淡水的过程，又可分为多级闪蒸、多效蒸发和压气蒸馏。
（2）膜法海水淡化是以外界能量或化学势差为推动力，利用天然或人工合成的高分子薄膜将海水溶液中盐分和水分离的方法，由推动力的来源可分为电渗析法、反渗透法等。
（3）冷冻法海水淡化是将海水冷却结晶，再使不含盐的碎冰晶体分离出并融化得到淡水的过程。
（4）溶剂萃取法海水淡化是指利用一种只溶解水而不溶解盐的溶剂从海水中把水溶解出来，然后把水和溶剂分开从而得到淡水的过程。