在相同的外压下，当溶液与纯溶剂为半透膜隔开时，纯溶剂会通过半透膜使溶液变淡的现象称为渗透。这时溶剂分子在单位时间内进入溶液内的数目要比溶液内的溶剂分子在同一时间内通过半透膜进入纯溶剂内的数目多。表面上看来，溶剂通过半透膜渗透到溶液中，使得溶液体积增大，浓度变稀，当单位时间内溶剂分子从两个相反的方向穿过半透膜的数目彼此相等，即达到渗透平衡。渗透须通过一种膜来进行，这种膜只能允许溶剂分子通过，而不允许溶质的分子通过，因此称之为半透膜。
当半透膜隔开溶液与纯溶剂时，加在原溶液上使其恰好能阻止纯溶剂进人溶液的额外压力称之为渗透压，通常溶液愈浓，溶液的渗透压愈大。如果加在溶液上的压力超过了渗透压，则反而使溶液中的溶剂向纯溶剂方向流动，这个过程叫做反渗透。反渗透膜分离技术就是利用反渗透原理进行分离的方法。
a．在常温不发生相变化的条件下，可以对溶质和水进行分离，适用于对热敏感物质的分离、浓缩，并且与有相变化的分离方法相比，能耗较低。
b．杂质去除范围广，不仅可以去除溶解的无机盐类，而且还可以去除各类有机物杂质。
c．较高的除盐率和水的回用率，可截留粒径几个纳米以上的溶质。
d．由于只是利用压力作为膜分离的推动力，因此分离装置简单，容易操作、白控利维修。
c．由于反渗透装置要在高压下运转，因此须配备高压泵和耐高压的管路。
f．反渗透装置要求进水要达到一定的指标才能正常运行，因此源水在进反渗透膜器之前要采用一定的预处理措施。为了延长膜的使用寿命，还要定期对膜进行清洗，以清除污垢。
反渗透膜污染与浓差极化
自然界中的水并不是静止不动的，而是不断地发生相态转换以及周而复始的运动，即水的自然循环。同时，人类为满足生活和生产的需求，不断地取用天然水体中的水，产生大量的生活污水和生产废水，排放后重新进人天然水体。自然界中的水中含有各类杂质，按其在水中的存在状态可分为3类：悬浮物质、溶解物质和胶体物质。天然水源中的杂质种类和数量各不相同，即使同一水源中的水，具杂质成分与含量也随着时间、地点和气候而变化。
当用反渗透膜对水和溶质进行分离时，尽管对原水进行了适当的预处理，但水的杂质仍会聚集在膜的表面使膜污染，结果使膜的分离率或透水速度下降，或兼而有之。膜的污染类型通常有：水中难溶盐在膜表面形成结垢，金属氧化物及胶体、微生物形成污垢。膜污染是膜使用中必然产生的现象。另外，在膜分离过程中，由于水的不断透过，使膜表面溶质的浓度高于主体溶液中溶质的浓度，这种现象称为膜的浓差极化，界面上比主体溶液高的区域称为浓差极化层。膜的浓差极化在实际的膜分离过程中是不可避免的，也是不容忽视的，由于浓差极化层溶质浓度的增加，溶质会以固体形式析出。
需要指出的是，当使用条件(压力、温度、进水pH值、游离氯等)控制不当，可能会导致膜本身性能的恶化，引起膜的损害。
反渗透膜是反渗透分离技术的心脏，高性能的膜取决于制膜材料及成膜工艺，对膜性能要求因使用目的而异。除了应有高通量、高截留率外，还应有耐酸碱、抗氧化、耐热、耐污染、耐细菌、抗压实及耐溶剂侵蚀的功能。
反渗透膜的分类，按驱动压力可分为高压、低压和超低压膜；按膜的形状分为平板膜、中空纤维膜和管式膜；根据制膜方法可分为相转化膜和复合膜。另外，还可根据制膜材料及膜应用对象等进行分类。
反渗透膜构造上在表层有一很薄的致密层(0．1—1．0 um)，即脱盐层或活性层，在表层下部是多孔支撑层，厚度为100～200"m，活性层基本上决定了膜的分离性能，支撑层只是起着活性层的载体作用，基本上不影响膜的分离性能。
在实验室中常用小面积的膜来测试膜的性能，所用的膜分离装置包括评价池及给流体提供压力和流量的装置。典型的反渗透评价池有几种型式，应用比较广泛的型式是连续式泵型，这种评价装置的特点是料液在膜表面有很高的流速，浓度分布均匀。在实验装置中常将多个评价池串联使用，这样可同时进行多张膜片的评价。
在工业规模生产或要求较高产率的试验中，膜分离单元称为膜组件，所谓膜组件是将各种形态的反渗透膜制成一定的构型的元件，然后将元件置于压力容器中，并提供给水，浓水及产品水的通道。一个膜组件膜的装填密度要大，同时要求给水在通过膜面上时能均匀分布和有良好的流动状态，使膜的截留率和透水量得到充分利用，目前膜的构型多为螺旋卷式和中空纤维式。卷式膜元件是将
反渗透膜、产水流道材料和给水流道材料按一定顺序排列粘合及围绕一多孔中心管卷制而成的。将一个或几个膜元件置于压力容器中，即构成组件(又称膜组器)。所有膜组件可构成某种形式的三端头膜组件，三端分别为给水进口、产水和浓水出口。给水泵人膜组件沿给水流道的隔网层前进，并借助其压力使一部分水通过反渗透膜渗透到产水的导流层内，再顺着导流层水道流进中心管排孔，经中心管流出，其余的给水部分(称为浓水)从隔网层的另一端排出。这种组件对进水水质要求相对宽容，并可在较高的压力下运行。中空纤维组件是将数以万计的中空纤维粘接在一起，装入耐压壳体，分出给水、产水、浓水水道，即为中空纤维组件。中空纤维组件的主要特点是：由于具有膜自支撑，单位壳体体积的膜面积相当高，因此产水量大。但由于膜面污垢去除困难，因此对给水要求严格预处理。膜组件的开发和优化是膜分离技术中一项重要课题。
应当注意的是膜及其组件的性能与测试条件紧密相关，其中包括进水水质指标、操作压力、水温、水的回收率等，严格控制测试条件才能得到真实的结果。