เมมเบรนออสโมซิย้อนกลับเป็นองค์ประกอบหลักในการตระหนักถึงออสโมซิย้อนกลับ มันเป็นเมมเบรนกึ่งซึมผ่านของเทียมที่ทำโดยเมมเบรนกึ่งซึมผ่านของชีวภาพที่มีลักษณะบางอย่าง โดยทั่วไปทำจากวัสดุพอลิเมอร์สูง เช่นเมมเบรนเซลลูโลสอะซิเตท, เมมเบรน polyhydrazide อะโรมาติก, เมมเบรน polyamide อะโรมาติก เส้นผ่าศูนย์กลางของรูพรุนของพื้นผิวโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.5 ~ 10nm ขนาดของการส่งผ่านมีความสัมพันธ์กับโครงสร้างทางเคมีของเมมเบรนเอง วัสดุพอลิเมอร์สูงบางชนิดสามารถปฏิเสธเกลือได้ดี แต่ความเร็วในการส่งน้ําไม่ดี โครงสร้างทางเคมีของวัสดุพอลิเมอร์สูงบางชนิดมีกลุ่ม hydrophilic มากขึ้น ดังนั้นความเร็วในการส่งผ่านของน้ําจึงค่อนข้างเร็ว ดังนั้นเมมเบรน RO ที่น่าพอใจควรมีอัตราการซึมผ่านหรืออัตราการแยกเกลือที่เหมาะสม

เมมเบรนออสโมซิย้อนกลับควรมีลักษณะดังต่อไปนี้: (1) ควรมีอัตราการแยกเกลือออกจากแร่ที่มีประสิทธิภาพสูงที่อัตราการไหลสูง (2) มีความแข็งแรงทางกลสูงและอายุการใช้งาน (3) สามารถทำงานภายใต้ความกดดันการทำงานต่ำ (4) สามารถทนต่อผลกระทบของการกระทำทางเคมีหรือชีวเคมี (5) ได้รับผลกระทบเล็กน้อยจากค่า pH อุณหภูมิและปัจจัยอื่น ๆ (6) ฟิล์มทำแหล่งที่มาของวัตถุดิบง่าย การประมวลผลง่าย ต้นทุนต่ำ

โครงสร้างของเมมเบรนออสโมซิสย้อนกลับมีเมมเบรนแบบอสมมาตรและเมมเบรนที่เป็นเนื้อเดียวกันสองประเภท วัสดุเมมเบรนที่ใช้ในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นเซลลูโลสอะซิเตทและโพลีอะมายด์อะโรมาติก ส่วนประกอบของมันคือเส้นใยกลวงชนิดม้วนชนิดแผ่นและกรอบและท่อ สามารถใช้สำหรับการแยก, ความเข้มข้น, การทำให้บริสุทธิ์และการดำเนินงานของหน่วยเคมีอื่น ๆ ส่วนใหญ่ใช้ในการเตรียมน้ำบริสุทธิ์และอุตสาหกรรมบำบัดน้ำ