本发明提出了一种利用硫酸钠增浓精制海水的方法，将硫酸钠加入精制海水中，组成混合体系，使混合体系符合在操作温度时，处于NaCl‑Na₂SO4‑H₂O三元体系相图的Na₂SO₄•10H₂O结晶区内，然后在操作温度下，恒温搅拌反应使混合体系中的Na₂SO₄•10H₂O结晶析出，分离出Na₂SO₄•10H₂O结晶固相，剩余母液为增浓后的浓海水。本方法利用水合物法能从原理上避免海水淡化过程中的结垢、污染等问题，无机盐水合物法具有低耗能、化学性质稳定、无毒害、无爆炸危险、廉价易得等优点。本发明以硫酸钠为水合剂，使其加入精制海水中形成水合物Na2SO4•10H2O，可将精制海水中NaCl浓度增浓至接近一定温度的NaCl饱和溶液状态，具有生产工艺简单，设备要求低，安全节能的特点。