我们都知道海水里大约96.5％是水，把海水里的水取出来，在技术上并不是困难的事情。问题在于水是一种很便宜的东西，海水淡化的成本要能够与河川、水库中的水竞争才行。因此，海水淡化工业发达的都是一些高度缺水的地区，例如沙特阿拉伯、以色列、澳洲和美国的部分地区，以及自身缺少水源的新加坡和香港。特别是随着全球极端天气增多，各地缺水加剧，更需要我们大力发展海水淡化技术。
在离岛和海船上，也常用小型的海水淡化设备来取得淡水。天然的淡水就是大自然用蒸馏法制造的淡化海水。所谓的蒸馏法，就是把海水加热使其中的水分蒸发，因为海水里溶解的盐和其他的杂质不会蒸发，所产生的水蒸气的纯度很高，把它冷凝下来就是淡化了的海水。
一、蒸馏法淡化
由前面谈过的水循环看来，我们的地球实际上就是一个大型的海水淡化蒸馏器。这个大蒸馏器是用什么来加热呢？是用太阳，阳光的能量照射在海面上使水分蒸发。这个大蒸馏器用什么来使水蒸气凝结呢？就是高空和两极地区的冷气流。冷凝下来的水蒸气以雨或雪的方式降落到地面上，就是免费的淡化了的海水。
用这个天然的大蒸馏器生产的淡水是免费的，因为所用的能量来自太阳，是免费的；所用的设备也是现成的，我们没有花任何的设备费。但是，在人造的蒸馏器中就不同了。我们都知道，要使一公斤的水蒸发成为蒸气，必须提供大卡的热能，就是所谓水的蒸发潜热。
这些热能不论是来自燃料的燃烧或是电热器中的电流，都不是免费的。在冷凝器中，水蒸气把这大卡的能量释放出来而凝结为蒸馏水。这些能量被吸收到冷却水中就不再加以利用了，变成了没有价值的能量。这样，用掉了大卡的能量生产了一公斤的淡水，成本太贵了，当作工业上或是家庭中的水源，是绝对划不来的。
工程师们必须想出一些降低成本的有效方法，设法充分地利用水蒸气凝结成为液体水时所释放出来的热量。多效蒸发法就是一种把蒸发一公斤水分的热量多次地重复使用，来产生许多公斤淡水的方法。这不是一个新发明，在台湾的糖厂里已经用了几十年了，只是其目的是蔗汁的浓缩，不是生产淡水。
在介绍这个方法的原理之前，首先要说明一下液体的蒸气压力和温度之间的关系。首先是沸点与压力的关系。我们都知道，水在一个大气压，也就是毫巴的压力之下，加热到摄氏度就会沸腾。在大气压力是毫巴的山上，加热到90度就会沸腾了。
如果想在这么高的山上煮饭，很不容易煮熟，因为把水加热到90度的沸点以后，就一直沸腾，在把水烧干以前温度不会升得更高。水的沸点和压力之间的关系是压力越高，沸点也越高。如果我们用的是一个高压锅，把锅里的压力调节成毫巴，锅里的温度可以升高到度，在这么高的温度下，饭会很快地熟，肉也会很快地煮烂。
二、多效蒸发淡化
多效蒸发，加热使海水蒸。每产生一公斤的水蒸气要消耗大卡的热量，再用冷海水把这些水蒸气冷凝下来变成一公斤淡水的时候，这大卡的热量就散失到冷海水里去了，这是很浪费的事。多效蒸发就是一种把这些热量重复地使用，产生许多倍的淡水的方法。
我们可以用锅炉产生蒸气作为蒸馏的热源，海水先进入第一个蒸发器，又称为第一效蒸发器的上方；锅炉里产生的蒸气进入第一效蒸发器的下方，其间以金属壁隔开。如果锅炉里产生的蒸气的压力是一大气压或毫巴，第一效蒸发器下方蒸气的温度一定是摄氏度。
这蒸气把热量传到金属壁上方的海水中去，自己因为损失了热量而凝结成液体再回到锅炉里去。锅炉里的水就这样一直循环地使用。因为热量只能从高温传向低温，第一效蒸发器上方的海水温度，一定会比下方的蒸气要低一些。
这海水得到由下方传来的热量后，其中一部分便蒸发成为水蒸气。这样，在第一效蒸发器中央的金属壁下方每凝结一公斤的水蒸气，在其上方便可以蒸发海水中大约一公斤的水分成为蒸气。为了达到热能重复使用的目的，把在第一效蒸发器里所产的蒸气，经过管道送到第二效蒸发器的下方，作为加热的热源。
因为热量只能从高温传向低温，所以在第一效蒸发器里曾经蒸发过一次的海水在进入第二效蒸发器上方的时候，第二效蒸发器中金属壁上方的温度变得比下方低了一些，热量便由下方传向上方，使下方的蒸气凝结为淡水，也就是淡化了的海水。
同时，使上方的海水又蒸发了其中大约一公斤的水分。在第二效蒸发器中，把第一效蒸发器中所产生的蒸气里的热量再利用了一次。在第二效蒸发器上方所产生的蒸气，经由管道流到第三效的下方，第二效上方的海水在蒸发了这些水分之后，流到第三效蒸发器的上方，流过去的时候把温度和压力又降低了一些。
这时，第三效蒸发器中金属壁上方的温度变得比下方低了一些，热量便由下方传向上方，使下方的蒸气凝结为淡水。这样，把第二效蒸发器中所产生的蒸气里的热量再利用了一次，又得到了大约一公斤淡化了的海水，同时也使第三效上方的海水又蒸发了其中大约一公斤的水分。
和第二效蒸发、第三效蒸发相同的程序又在第四效蒸发器中重复`了一遍，在其下方又得到大约一公斤的淡水，在其上方的水以及所产生的蒸气的蒸气压力又降低了一些。把其中的热量传给冷海水，自己则凝结为第四公斤的淡化了的海水。
原料海水中大约3.5％是各种的盐类，在一系列的蒸发器中蒸发了多次之后，其中盐分的浓度当然会提高了许多，这些浓缩的海水便可排放到大海中去。利用上图中的多效蒸发法，每消耗一公斤水蒸气中的热量便可以得到大约四公斤淡化了的海水。
读到这里的你也许会提出一个问题：如果我们不用四个蒸发器，而是用八个，每消耗一公斤水蒸气里的热能，是不是便可以得到大约八公斤的淡化了的海水呢？答案是肯定的。但是，因为可资利用的水蒸气的温度和冷海水的温度是固定的。
如果用八个蒸发器，每个点之间的距离便只有原来的一半，传热的原动力小了，速度也就慢了，如果希望在每个蒸发器中还得到同样多的淡水，蒸气和海水间的金属传热壁的面积便要增大一倍，也就是蒸发器要比原来的大很多。因此，多效蒸发法是一个用增加设备成本来换取热能利用效率的方法。
三、重要功能
调节温度和输送物质的功能。水在大自然中、在工业上或是在各种生物的身体中，常扮演着两种重要的角色：温度的调节和物质的输送。液体的水在蒸发的时候和固体的冰在融化的时候都会吸收热量，有冷却的功能。
水蒸气在凝结为液体的时候和水在结成冰的时候都会放出能量，有加热的功能。人在热天或剧烈运动之后会出汗，为的就是让汗水中的水分蒸发，吸收热量来降低体温。狗的皮肤上没有汗腺，热的时候怎么办呢？只好把嘴张大，吐出舌头喘气，让口水中的水分蒸发来降低体温。
在前面也提到过，在地球的赤道附近，水吸收了由太阳来的热能蒸发而成为水蒸气，空气里的这些水分到了南北两极的地区，在结为冰雪的时候又放出了热能。这样，才使赤道附近不会更热，两极地区也不会更冷。
在工业上有许多需要加热和冷却的地方，而水蒸气是一种价廉而方便的加热媒介，要温度高些的时候就把压力调节得高些，不需要很高的温度时就把压力调节得低一点。液体的水也是一种廉价而方便的冷却剂，许多工厂，例如火力发电厂，需要大量的冷却水。
这些水在发挥了冷却的功能之后自己变成了比较热的水，要把温度降下去才能循环地使用。因此，许多大工厂里设有水的冷却塔，让温度高的水从高处淋下，在淋下的途中与流动的空气接触，使一部分蒸发成为蒸气被空气带走。这些水分在蒸发时所吸收的能量也随着空气被带走了，于是剩下的水又冷却了下来，成为可以循环使用的冷水。
天降的雨、雪在汇集成溪流江河流向大海的途中，把许多陆地上可以溶解的物质带向大海。养分或肥料都要都要靠着水的溶解力输送到生物身体上需要的部位，不需要的排泄物也要靠水的溶解力排出体外。在工业上，水也有类似的功能，靠着它的溶解力扮演洗涤和净化的角色。
水在一个工业或农业的生产程序中发挥了洗涤和净化的功能之后，本身成为污水或脏水，要经过处理，把其中所溶的物质分离出来之后，才又成为可以循环使用的清洁的水。而所分离出来的溶在水中的杂质，也可以转换为可以利用的资源。
谈到这里，我们难免会想到电镀和养猪的废水。这些废水一旦排放到河川中，就成为难以处理的污染物，而在没有排放之前加以处理，在技术上都不是很困难的事。电镀废水中的成分可以回收而再生为可用的资源，养猪废水也是一样，可以产生沼气燃料和肥料。
四、总结
利用水的溶解力，我们应该让水充分地发挥输送、洗涤、净化的功能，但是，如果处理不当，水也会成为把污染物扩散到河川、海洋和生活环境中的媒体。淡水是地球上珍贵的资源，也是地面上的许多动植物，包括人类在内的命脉。淡水的供应主要是靠大自然中水的循环，整个地球实际上就是一个以太阳为能源的海水淡化的大蒸发器。
近年来由于工业的发达与人民生活素质的提升，淡水的需求量日益增加。确保淡水供应的不虞匮乏，并无什么妙法，不外是避免浪费和防止污染。海水的淡化有许多方法，而且仍在不断的研究改进之中，但除了特殊的情况外，在生产成本上是很难与大自然所提供的自然水竞争的。