התפלת מי ים היא תהליך שבמהלכו מי ים מלוחים הופכים למים ראויים לשתייה או לחקלאות.
המילה התפלה מלמדת על התהליך שהיא מייצגת- מקור המילה הוא במילה "תפל", שאין בו מלח, ומכאן ניתן להבין כי מטרת תהליך ההתפלה לנקות את המים ממלח ולהפוך אותם לתפלים.
ההתפלה נותנת מענה למספר סוגיות. ראשית, מאפשרת ההתפלה להתגבר על המחסור ההולך וגדל במים מתוקים על ידי ניצול של מגר מים גדול וזמין, הים. כמו כן, ההתפלה מייצרת מים באיכות גבוהה ומספקת מים טובים לשתייה ולחקלאות.
בישראל פועלים כיום חמישה מתקני התפלה ו-85% מהמים מהמים המשמשים לשתייה, רחצה וחקלאות הם מים מי ים תיכון מותפלים.
ישנן מספר טכנולוגיות שמשמשות להתפלת מים וכן מספר סוגי מי גלם שמותפלים.
מים שפירים הם מים שמקורם ממי תהום, מי נהרות ומי אגמים וריכוז המומסים בהם קטן יחסית ונמוך מ-1000 מ"ג מומסים לליטר.
מים מליחים הם מים בעלי ריכוז מומסים גבוה יותר- בין 1000 ל-15,000 מ"ג לליטר.
מי ים הם המים המלוחים ביותר וריכוז המומסים בהם עומד על 15,000-50,000 מ"ג לליטר.
התפלת מי ים עצמה מבוססת כיום בעיקר על תהליכים מבוססי השוואת ריכוזים דרך ממברנות.
ממברנה היא קרום חצי חדיר שמפריד בין שתי תמיסות ומאפשר מעבר חומרים מסוימים בלבד ומונעת מעבר של חומרים אחרים.
השוואת ריכוזים של שתי תמיסות המופרדות על ידי ממברנה חצי חדירה היא תהליך ביולוגי שבו מומסים ומים נעים בהתאם ליכולתם דרך הממברנה על מנת ליצור תמיסות שוות ריכוז משני צדדי הממברנה.
בתחום ההתפלה נעשה בממברנות שמאפשרות מעבר מים בלבד ומונעות מעבר מלחים- תהליך השוואת ריכוזים שכזה שמבוסס על תנועת מים בלבד הינו תהליך אוסמוזה.
בתהליך התפלת מי ים מוזרמים המים המלוחים בלחץ גבוה מאוד דרך הממברנות הללו- המים שעוברים דרך הממברנה הם למעשה מים שסוננו ממלחים והמים שנותרים בתמיסה הם בעלי ריכוז מלחים גבוה והם מוזרמים בחזרה אל הים.
שיטה נוספת ששימשה בעבר להתפלה מבוססת על אידוי של מים במספר תהליכים מורכבים של שינויי טמפרטורה ולחצים. לאורך התהליך המלחים לא מצליחים להתאדות ומוזרמים בחזרה אל הים והאדים שנוצרו עוברים עיבוי בחזרה למצב צבירה נוזלי.
ההתפלה אם כן היא פתרון אקולוגי נפלא להתדלדלות מתמדת של מאגרי המים המתוקים בעולם, אך עם זאת היא טומנת בחובה גם חסרונות.
הפעלת מתקני ההתפלה צורכת כמות גדולה מאוד של אנרגיה- כ-5% מייצור החשמל השנתי של חברת החשמל, מה שגורם למעשה להגדלת זיהום אוויר שמתלווה לייצור החשמל וכן מייקר את מחיר המים לצרכן.
חיסרון נוסף של ההתפלה היא מיקומם של מתקני ההתפלה- המתקנים נבנים בצמוד לחוף הים וגוזלים שטח ציבורי של רצועת החוף הטבעית.
ישנן טענות שקושרות את השיעור ההולך וגדל של מים מותפלים לעומת מים שפירים טבעיים למחסור ביוד בדם של האוכלוסייה שעלול לגרום להפרעות בתפקוד בלוטת התריס.