Desalinizarea apei de mare a fost un vis urmărit de oameni timp de sute de ani, existând povești și legende despre extragerea sării din apa de mare în cele mai vechi timpuri. Aplicarea la scară largă a tehnologiei de desalinizare a apei de mare a început în regiunea aridă a Orientului Mijlociu, dar nu se limitează la această regiune. Deoarece peste 70% din populația lumii locuiește la o distanță de 120 de kilometri de ocean, tehnologia de desalinizare a apei de mare a fost aplicată rapid în multe țări și regiuni din afara Orientului Mijlociu în ultimii 20 de ani.

Însă abia în secolul al XVI-lea oamenii au început să depună eforturi pentru a extrage apă dulce din apa de mare. Pe atunci, exploratorii europeni foloseau șemineul de pe navă pentru a fierbe apa de mare și a produce apă dulce în timpul călătoriilor lor lungi. Încălzirea apei de mare pentru a produce vapori de apă, răcirea și condensarea pentru a obține apă pură este o experiență zilnică și începutul tehnologiei de desalinizare a apei de mare.

Desalinizarea modernă a apei de mare s-a dezvoltat abia după al Doilea Război Mondial. După război, datorită dezvoltării viguroase a petrolului de către capitalul internațional din Orientul Mijlociu, economia regiunii s-a dezvoltat rapid, iar populația a crescut vertiginos. Cererea de resurse de apă dulce în această regiune inițial aridă a continuat să crească zi de zi. Locația geografică unică și condițiile climatice ale Orientului Mijlociu, împreună cu resursele sale energetice abundente, au făcut din desalinizarea apei de mare o alegere practică pentru a rezolva problema deficitului de resurse de apă dulce în regiune și au impus cerințe pentru echipamente de desalinizare a apei de mare la scară largă.

Începând cu anii 1950, tehnologia de desalinizare a apei de mare și-a accelerat dezvoltarea odată cu intensificarea crizei resurselor de apă. Printre cele peste 20 de tehnologii de desalinizare dezvoltate, distilarea, electrodializa și osmoza inversă au atins toate nivelul producției la scară industrială și sunt utilizate pe scară largă în întreaga lume.

La începutul anilor 1960, a apărut tehnologia de desalinizare a apei de mare prin evaporare rapidă în mai multe etape, iar industria modernă de desalinizare a apei de mare a intrat într-o eră de dezvoltare rapidă.

Există peste 20 de tehnologii globale de desalinizare a apei de mare, inclusiv osmoza inversă, eficiență multiplă scăzută, evaporarea rapidă în mai multe etape, electrodializa, distilarea cu abur sub presiune, evaporarea cu punct de rouă, cogenerarea hidroenergetică, cogenerarea cu peliculă fierbinte și utilizarea energiei nucleare, a energiei solare, a energiei eoliene, a energiei mareelor, precum și multiple procese de pre-tratare și post-tratare, cum ar fi microfiltrarea, ultrafiltrarea și nanofiltrarea.

Dintr-o perspectivă largă a clasificării, aceasta poate fi împărțită în principal în două categorii: distilare (metoda termică) și metoda cu membrană. Printre acestea, distilarea cu eficiență multiplă redusă, evaporarea rapidă în mai multe etape și metoda cu membrană de osmoză inversă sunt tehnologiile dominante la nivel mondial. În general, eficiența multiplă redusă prezintă avantajele conservării energiei, cerințelor reduse pentru pretratarea apei de mare și calității ridicate a apei desalinizate; metoda cu membrană de osmoză inversă prezintă avantajele investițiilor reduse și ale consumului redus de energie, dar necesită cerințe ridicate pentru pretratarea apei de mare; metoda de evaporare rapidă în mai multe etape are avantaje precum tehnologia matură, funcționarea fiabilă și puterea mare a dispozitivului, dar are un consum ridicat de energie. În general, se consideră că distilarea cu eficiență redusă și metodele cu membrană de osmoză inversă reprezintă direcțiile viitoare.