膜分离中膜可以看作是一种屏障，当分离物质符合特定标准时，可以通过该屏障进行分离。例如，在驱动力下，压力或浓度差异小于以分子量为基准的分子量的分子量可以在外部驱动力下通过膜分离。代表有反渗透、超滤、微滤、纳滤、透析等。

 反渗透(Reverse  Osmosis)也称为逆渗透，是以压力差为动力从溶液中分离溶剂的膜分离操作。因为与自然渗透的方向相反，所以称为反渗透。根据各种材料的渗透压力，使用大于渗透压力的反渗透压力，即反渗透法，可以达到分离、提取、净化和浓缩的目的。

 反渗透的基本工作原理是使用特殊高压泵，以6-9公斤的压力添加原水，使原水在压力的作用下通过孔径为0.0001微米的反渗透膜。化学离子和细菌、真菌、病毒体不能通过，只能与废水一起排出，通过小于0.0001微米的水分子和氧气分子。这个原理没有改变水的性质和氧气溶解量，而是达到了水的净化。

 该技术最初应用于航天技术，航天飞机在太空飞行，承载量有限，不能携带过多饮用水，只能将人体排泄的尿液才能进行二次回收和利用。宇航员的尿液通过反渗透净化过滤技术达到了直音标准，目前采用了市场上的RO净水器(纯水机)等技术。航海是最早采用反渗透技术的领域之一。海水中含有太多盐分，TDS值可以达到35000左右，不能直接饮用。只有通过反渗透技术才能进行净化过滤。