การแยกเกลือออกจากน้ำเป็นกระบวนการกำจัดเกลือและแร่ธาตุอื่น ๆ ออกจากน้ำเพื่อให้น้ำเหมาะสำหรับการดื่มหรือการชลประทาน ผลพลอยได้ของกระบวนการนี้คือน้ำเกลือซึ่งสามารถนำไปแปรรูปเป็นเกลือแกงได้ การแยกเกลือออกจากน้ำใช้ในการผลิตน้ำจืดในชุมชนที่มีน้ำดื่มธรรมชาติ จำกัด นอกจากนี้ยังใช้เพื่อสร้างน้ำจืดสำหรับใช้บนเรือและเรือดำน้ำ
เนื่องจากอุปกรณ์พิเศษที่เกี่ยวข้องน้ำกลั่นน้ำทะเลมีแนวโน้มที่จะมีราคาแพงกว่าการใช้แหล่งน้ำที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเช่นทะเลสาบน้ำพุและแม่น้ำ ด้วยเหตุผลนี้การแยกเกลือออกจากน้ำจึงเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจเฉพาะเมื่อเป็นเรื่องยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับน้ำจืดจากแหล่งธรรมชาติ วิธีหนึ่งในการลดค่าใช้จ่ายของการกลั่นน้ำทะเลคือการจับคู่โรงกลั่นน้ำทะเลกับโรงไฟฟ้าแล้วใช้ผลพลอยได้จากความร้อนจากโรงไฟฟ้าเพื่อช่วยในการกลั่นน้ำทะเล
หลายประเทศใช้น้ำกลั่นน้ำทะเล ตัวอย่างบางส่วน ได้แก่ สหรัฐอเมริกาออสเตรเลียอิสราเอลและซาอุดิอาระเบีย แม้ว่าการแยกเกลือออกจากน้ำมีแนวโน้มที่จะมีราคาแพงเมื่อเทียบกับการใช้น้ำใต้ดินที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่การศึกษาบางอย่างชี้ให้เห็นว่าโดยทั่วไปแล้วจะมีราคาถูกกว่าการใช้โปรแกรมรีไซเคิลน้ำขนาดใหญ่
มีสองวิธีในการแยกเกลือออกจากน้ำ หนึ่งในวิธีการกลั่นน้ำทะเลที่พบมากที่สุดคือการกลั่นแบบหลายขั้นตอน (MSF) ใน MSF น้ำจะถูกทำให้เป็นไอโดยใช้ชุดแลกเปลี่ยนความร้อน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนช่วยให้สามารถถ่ายเทความร้อนจากตัวกลางหนึ่งไปสู่อีกตัวกลาง เมื่อน้ำกลั่นตัวเกลือและแร่ธาตุอื่น ๆ จะถูกทิ้งไว้ข้างหลัง
อีกวิธีหนึ่งของการแยกเกลือออกจากน้ำใช้การ Reverse Osmosis ในกระบวนการนี้จะใช้ตัวกรองเมมเบรนเพื่อกำจัดแร่ธาตุออกจากน้ำ น้ำถูกดันที่ความดันสูงผ่านเมมเบรน น้ำสามารถเคลื่อนที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ แต่เกลือและแร่ธาตุอื่นไม่สามารถทำได้ กระบวนการนี้ยังใช้ในการชำระล้างน้ำจืด
การแยกเกลือออกจากน้ำทำให้เกิดความกังวลต่อสิ่งแวดล้อม เป็นการยากที่จะกำจัดน้ำออกจากทะเลโดยไม่ทำอันตรายต่อชีวิตในทะเล หลุมชายหาดสามารถแก้ปัญหานี้ได้ อย่างไรก็ตามมัน จำกัด ปริมาณน้ำที่สามารถเก็บเกี่ยวได้และต้องการพลังงานมากขึ้น
ปัญหาสิ่งแวดล้อมที่สำคัญอื่น ๆ คือสิ่งที่จะทำอย่างไรกับพลอยได้ ผลพลอยได้จากน้ำเกลือมีความเข้มข้นของเกลือสูงกว่าน้ำทะเลธรรมชาติมาก สิ่งนี้อาจเป็นอันตรายต่อปลาหากถูกทิ้งลงสู่มหาสมุทร ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการผสมน้ำเกลือกับผลพลอยได้จากน้ำจากพืชอื่น ๆ หรือโดยการทิ้งในสถานที่ที่มีแนวโน้มที่จะแพร่กระจายเกลือในปัจจุบัน
