逆滲透膜是一種半滲透膜 (semi-permeable)僅讓水分子能通過，將離子與溶解性質阻截於濃縮側，形成濃排水（retentate）排出，從而取得低硬度、低導電度、低溶解性有機物之產水。

一般而言，逆滲透膜可過濾掉細菌、病毒、分子量大於100的有機化合物，以及多數的無機物質。逆滲透膜最主要的優點在於能去除對人體有害的污染物，例如細菌、病毒、殺蟲劑、除草劑 (可溶性有機化合物)、重金屬如鋇、鎘、鉻、銅、鉛等，及鹽類如硝酸鹽等。

除鹽率最高可達99% ，價格自90年代後日趨下降，目前已成為最常用於放流水除鹽之單元有機物之產水，然而因最多僅能回收六成之產水，使得產水成本偏高。

逆滲透膜孔徑小於0.1nm，常用的薄膜材質有纖維質膜 (cellulosic membrane)，aromatic polyamide，polyimide或polyfurane等，至於它的結構形狀有螺旋型 (spiral wound)如圖1，空心纖維型 (hollow fiber) 及管狀型 (tubular) 等。

纖維質膜的優點是耐氯性高，但在鹼性的條件下(pH ≧8.0)或細菌存在的狀況下，使用壽命會縮短；Polyamide的缺點是對氯及氯氨之耐受性差。

逆滲透膜之前如缺少良好的前置處理，則膜上容易有污物堆積，例如鈣、鎂、鐵等離子，造成逆滲透功能的下降；有些膜 (如polyamide) 容易被氯與氯氨所破壞，因此在逆滲透膜之前要有活性碳及軟化器等前置處理，方能良好運作。