膜分離中膜可以看作是一種屏障，當分離物質符合特定標準時，可以通過該屏障進行分離。例如，在驅動力下，壓力或濃度差異小于以分子量為基準的分子量的分子量可以在外部驅動力下通過膜分離。代表有反滲透、超濾、微濾、納濾、透析等。

 反滲透(Reverse  Osmosis)也稱為逆滲透，是以壓力差為動力從溶液中分離溶劑的膜分離操作。因為與自然滲透的方向相反，所以稱為反滲透。根據各種材料的滲透壓力，使用大于滲透壓力的反滲透壓力，即反滲透法，可以達到分離、提取、凈化和濃縮的目的。

 反滲透的基本工作原理是使用特殊高壓泵，以6-9公斤的壓力添加原水，使原水在壓力的作用下通過孔徑為0.0001微米的反滲透膜。化學離子和細菌、真菌、病毒體不能通過，只能與廢水一起排出，通過小于0.0001微米的水分子和氧氣分子。這個原理沒有改變水的性質和氧氣溶解量，而是達到了水的凈化。

 該技術最初應用于航天技術，航天飛機在太空飛行，承載量有限，不能攜帶過多飲用水，只能將人體排泄的尿液才能進行二次回收和利用。宇航員的尿液通過反滲透凈化過濾技術達到了直音標準，目前采用了市場上的RO凈水器(純水機)等技術。航海是最早采用反滲透技術的領域之一。海水中含有太多鹽分，TDS值可以達到35000左右，不能直接飲用。只有通過反滲透技術才能進行凈化過濾。