當第二種不同濃度的溶液，由一個半透膜隔開時，滲透現象會自然發生。滲透壓將水壓過半透膜，水將濃度較高的溶液稀釋，zui后造成濃度平衡。在水純化系統中，施加壓力于高濃度的溶液中，以抗衡滲透壓。如此迫使得純水由高濃度的液體通過RO膜，并可加以收集。由于RO膜致密度*，因此，產出的水流很慢，需要經過相當的時間，貯水箱內才會有足夠的水量。

RO膜可執行離子排除，使得只有水可通過RO膜，其余所有的離子及溶解的分子都被截留，并加以排除(包括鹽類和糖)。RO膜以電荷反應將離子排除，帶電荷愈大，排除性愈高，所以RO膜幾乎可排除所有的(>99%)強離子性的高價離子，但是，對于弱離子性的單價離子(如鈉離子)的效果只有95%。不同的進水需要不同種類的RO膜，RO膜包括由乙酸纖維酯制成，或是以聚硫胺與聚砜基質的混合薄層聚合物。

如果以原水水質及產水水質為基準，經過適當設計后，RO是將自來水純化的有效方法。RO同時也是試劑級純水系統的前處理方法。 


微孔薄膜是依其孔徑大小來去除顆粒，而超濾(UF)薄膜則是一個分子篩，它以尺寸為基準，讓溶液通過極細微的濾膜，以達到分離溶液中不同大小分子的目的。
超濾法  　超濾膜是一種強韌、薄、具有選擇性的通透膜，可截留大部分某種特定大小以上的分子，包括：膠質、微生物和熱源。較小的分子，例如：水和離子，都可通過濾膜。所以，超濾法可將截留液中的大分子加以濃縮，但是，仍有些大分子會滲漏至濾過液中。

超濾膜有數種不同的范圍，在所有的實例中，超濾膜會留在大部分大于其分子篩所定義分子量的分子。