Membrana osmosy odwróconej jest podstawowym elementem do osiągnięcia osmosy odwróconej, jest sztuczną półprzenośną membraną wykonaną z analogiczną bioprzenośną membraną o określonych właściwościach. Zwykle wykonane z materiałów polimerowych. Takie jak membrana octanu celulozy, membrana poliarylhydrazidu aromatycznego, membrana poliamidu aromatycznego. Średnica mikropory powierzchniowej jest zazwyczaj między 0,5 a 10 nm, a wielkość przenośności jest związana ze strukturą chemiczną samej membrany. Niektóre materiały polimerowe są dobrze odporne na sól, podczas gdy szybkość przechodzenia wody nie jest dobra. Niektóre struktury chemiczne materiałów polimerowych mają więcej grup hydrofilowych, dzięki czemu woda przechodzi stosunkowo szybko. Dlatego satysfakcjonująca membrana osmosetyczna odwrócona powinna mieć odpowiednią ilość penetracji lub odsolenia.

Membrana osmosy odwrotnej powinna mieć następujące cechy: (1) powinna mieć wysoką wydajność odsolenia przy wysokiej prędkości przepływu; (2) ma wysoką wytrzymałość mechaniczną i żywotność; 3) może funkcjonować pod niższym ciśnieniem operacyjnym; b) odporność na działania chemiczne lub biochemiczne; (5) mniejszy wpływ na wartość pH, temperaturę i inne czynniki; (6) źródło surowców do produkcji filmów jest łatwe, łatwe przetwarzanie i niskie koszty.

Struktura membrany osmosetycznej odwróconej, istnieją dwie kategorie membran asymetrycznych i homofazowych. Obecnie używane materiały membranowe to głównie octan celulozy i poliamidy aromatyczne. Jego składniki są w formie włókien pustych, rolek, ramek płytowych i rur. Może być stosowany w operacjach jednostek chemicznych, takich jak separacja, koncentracja i oczyszczanie, głównie w przygotowaniu wody czystej i przemyśle oczyszczania wody.