反滲透膜是實現反滲透的核心元件，是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料製成。如醋酸纖維素膜、芳香族聚醯肼膜、芳香族聚醯胺膜。表面微孔的直徑一般在0.5～10nm之間，透過性的大小與膜本身的化學結構有關。有的高分子材料對鹽的排斥性好，而水的透過速度並不好。有的高分子材料化學結構具有較多親水基團，因而水的透過速度相對較快。因此一種滿意的反滲透膜應具有適當的滲透量或脫鹽率。反滲透膜應具有以下特徵：（1）在高流速下應具有高效脫鹽率；（2）具有較高機械強度和使用壽命；（3）能在較低操作壓力下發揮功能；（4）能耐受化學或生化作用的影響；（5）受pH值、溫度等因素影響較小；（6）制膜原料來源容易，加工簡便，成本低廉。反滲透膜的結構，有非對稱膜和均相膜兩類。當前使用的膜材料主要為醋酸纖維素和芳香聚醯胺類。其元件有中空纖維式、卷式、板框式和管式。可用於分離、濃縮、純化等化工單元操作，主要用於純水製備和水處理行業中。原理：反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側的料液施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑，即滲透液；高壓側得到濃縮的溶液，即濃縮液。若用反滲透處理海水，在膜的低壓側得到淡水，在高壓側得到滷水。　反滲透時，溶劑的滲透速率即液流能量N為：　N=Kh（Δp－Δπ) 　式中Kh為水力滲透係數，它隨溫度升高稍有增大；Δp為膜兩側的靜壓差；Δπ為膜兩側溶液的滲透壓差。稀溶液的滲透壓π為：　π=iCRT　式中i為溶質分子電離生成的離子數；C為溶質的摩爾濃度；R為摩爾氣體常數；T為絕對溫度。　反滲透通常使用非對稱膜和複合膜。反滲透所用的裝置，主要是中空纖維式或卷式的膜分離裝置。　反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質，從而取得淨制的水。也可用於大分子有機物溶液的預濃縮。由於反滲透過程簡單，能耗低，近20年來得到迅速發展。現已大規模應用於海水和苦鹹水（見滷水）淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，並與離子交換結合製取高純水，其應用範圍正在擴大，已開始用於乳品、果汁的濃縮以及生化和生物製劑的分離和濃縮方面。

現在提到反滲透膜（Reverse Osmosis Membrane），最先想到的是用於水淨化、海水淡化及汙水處理的核心器件。其實在人類工業化生產反滲透膜之前，甚至在人類誕生之前，反滲透膜已經在大自然中出現了。

先來解釋一下究竟什麼是反滲透，如上圖所示，管道的左半邊是鹽水，右半邊是淡水，中間是半透膜（本質和反滲透膜沒有區別，在生物體中一般稱為半透膜），如果在管道的左半邊進行加壓，那麼鹽水中的水分子就可以穿越半透膜進入管道右側稱為淡水，而鹽無法穿越半透膜留在左邊的管道，這樣左邊的鹽水濃度會越來越高，直到因為濃度過高而無法滲透。正是因為水分子可以透過而NaCl等鹽離子無法透過這層膜，故將其稱為半透膜（Semi-permeable membrane）。

地球表面積的3/4都是海洋，海洋中生活著大量的生物種群，這些以海為生的生物都演化出了一套應對海水無法飲用這一問題的策略。其中最普遍的方案就是利用反滲透膜（半透膜）淡化海水，生活在海水裡的魚很難有機會直接攝入淡水，一般都是利用反滲透原理攝入淡化後的海水。

說到半透膜的發現，和魚倒沒什麼關係，畢竟生活在水裡不易被觀察，1950年一位美國科學家S.Sourirajan博士在海邊觀察海鷗的時候發現海鷗不僅會喝海水，喝水的方式還很有趣，海鷗先會含一口海水在口腔裡，一段時間之後再吐一口水出來。

海鷗這一『詭異』的舉動引起了S.Sourirajan博士強烈的好奇心，於是就組織團隊對海鷗進行研究，結果發現了海鷗在攝入海水後並沒有直接飲用，而是先存在喉管處，然後利用吸入的空氣加壓，讓海水中的水分子透過喉管處的一層膜結構後再飲用，然後將濃縮後的海水吐出去，而這層膜結構就是半滲透膜。