התפלת מי ים היא חלום שאותו רודפים בני האדם במשך מאות שנים, והיו סיפורים ואגדות על סילוק מלח ממי הים בימי קדם. היישום בקנה מידה גדול של טכנולוגיית התפלת מי ים החל באזור המזרח התיכון הצחיח, אך אינו מוגבל לאזור זה. בשל למעלה מ-70% מאוכלוסיית העולם המתגוררת בטווח של 120 קילומטרים מהאוקיינוס, טכנולוגיית התפלת מי ים יושמה במהירות במדינות ואזורים רבים מחוץ למזרח התיכון ב-20 השנים האחרונות.

אך רק במאה ה-16 החלו אנשים לעשות מאמצים להפיק מים מתוקים ממי ים. באותה תקופה, חוקרים אירופאים השתמשו באח שעל הספינה כדי להרתיח מי ים להפקת מים מתוקים במהלך מסעותיהם הארוכים. חימום מי ים להפקת אדי מים, קירור ועיבוי לקבלת מים טהורים היא חוויה יומיומית ותחילתה של טכנולוגיית התפלת מי ים.

התפלת מי ים מודרנית התפתחה רק לאחר מלחמת העולם השנייה. לאחר המלחמה, עקב הפיתוח הנמרץ של הנפט על ידי הון בינלאומי במזרח התיכון, כלכלת האזור התפתחה במהירות ואוכלוסייתו גדלה במהירות. הביקוש למשאבי מים מתוקים באזור צחיח זה במקור המשיך לעלות מיום ליום. המיקום הגיאוגרפי הייחודי ותנאי האקלים של המזרח התיכון, יחד עם משאבי האנרגיה הרבים שלו, הפכו את התפלת מי הים לבחירה מעשית לפתור את בעיית המחסור במשאבי מים מתוקים באזור, והעלו דרישות לציוד התפלת מי ים בקנה מידה גדול. .

מאז שנות ה-50, טכנולוגיית התפלת מי ים האיצה את התפתחותה עם התגברות משבר משאבי המים. בין יותר מ-20 טכנולוגיות התפלה שפותחו, זיקוק, אלקטרודיאליזה ואוסמוזה הפוכה הגיעו כולם לרמה של ייצור בקנה מידה תעשייתי ונמצאים בשימוש נרחב ברחבי העולם.

בתחילת שנות ה-60, הופיעה טכנולוגיית התפלת מי ים רב-שלבית של התפלת מי ים, ותעשיית התפלת מי הים המודרנית נכנסה לעידן מתפתח במהירות.

קיימות למעלה מ-20 טכנולוגיות התפלת מי ים עולמיות, כולל אוסמוזה הפוכה, יעילות מרובת נמוכה, אידוי הבזק רב-שלבי, אלקטרודיאליזה, זיקוק קיטור בלחץ, אידוי נקודת טל, קוגנרציה של אנרגיה הידרומית, קוגנרציה של סרט חם ושימוש באנרגיה גרעינית, אנרגיה סולארית, אנרגיית רוח, אנרגיית גאות ושפל טכנולוגיות התפלת מי ים, כמו גם טיפול מקדים מרובים ו תהליכים לאחר טיפול כגון מיקרו-פילטרציה, אולטרה-פילטרציה וננו-פילטרציה.

מנקודת מבט רחבה של סיווג, ניתן לחלק אותו בעיקר לשתי קטגוריות: זיקוק (שיטה תרמית) ושיטת ממברנה. ביניהם, זיקוק רב-אפקט נמוך, אידוי הבזק רב-שלבי ושיטת קרום אוסמוזה הפוכה הם הטכנולוגיות המרכזיות בעולם. באופן כללי, ליעילות רב נמוכה יש את היתרונות של שימור אנרגיה, דרישות נמוכות לטיפול מקדים במי ים ואיכות גבוהה של מים מותפלים; לשיטת ממברנת אוסמוזה הפוכה יש יתרונות של השקעה נמוכה וצריכת אנרגיה נמוכה, אך היא דורשת דרישות גבוהות לטיפול מקדים במי ים; לשיטת אידוי הבזק רב-שלבי יש יתרונות כמו טכנולוגיה בוגרת, פעולה אמינה ותפוקת מכשיר גדולה, אך יש לה צריכת אנרגיה גבוהה. בדרך כלל מאמינים ששיטות זיקוק ביעילות נמוכה ושיטות ממברנות אוסמוזה הפוכה הן הכיוונים העתידיים.