1、两者本质不同：去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水，应用离子交换树脂去除水中的阴离子和阳离子，但水中仍然存在可溶性的有机物。可以污染离子交换柱从而降低其功效，去离子水存放后也容易引起细菌的繁殖。
2、蒸馏水是指经过蒸馏、冷凝操作的水，蒸二次的叫重蒸水，三次的叫三蒸水。低耗氧量的水，加入高锰酸钾与酸工业蒸馏水是采用蒸馏水方法取得。同时，常饮蒸馏水就等于放弃了从水中获得人体所需的微量元素的5%的来源。
3、两者工艺特性不同：去离子水是通过离子交换树脂除去水中的离子态杂质而得到的近于纯净的水，其生产装置设计的合理与否直接关系到去离子水质量的好坏及运营的经济性。去离子相对环保，自动化程度高，初期投入大，价格相对比较贵。
4、蒸馏水的制作是把源水煮沸后令其蒸发冷凝回收，要大量耗费热能，造价不会太低，用于制作蒸馏水的源水中的其它遇热蒸发物质，也就随着蒸馏水的生成而冷凝到蒸馏水中。如对健康有害的酚类、苯化合物，甚至可蒸发的汞等。