在原水一方施加大于渗透压之压力时，即产生反渗透作用，此时溶解与非溶解的无机盐、有机物、重金属、菌体、颗粒等无法渗透通过半透膜，仅水分子及小分子之盐渗透半透膜，流向净水一侧面污染成份（自来水中的污染物）被截留在原水一方。从而受污染原水被分离为纯水和浓水，此种原理在水处理科技上被称为RO膜分离技术。反渗透是目前全球*微细的过滤系统，RO膜（半透膜）可阻挡所有溶质与无机分子及任何分子量大于100的有机物，水分子可自由通过RO膜而纯化，溶盐之脱盐率可达99%。

反渗透是目前世界上*微细的过滤系统，膜的孔径极小，只有0.0001微米(1/1000万毫米)，相当于普通人头发直径的十四万分之一。在逆渗透过程中，膜只允许水分子和氧分子通过，而对人体有害物质不能通过，如对人体有害的无机物、有机物、重金属离子、放射性粒子和各种细菌、病毒及其它污染物均不能通过膜面而被滤除、排走，从而达到水质的深度净化。逆渗透之应用相当广泛，包含海水及苦咸水之脱盐以供饮用，废水回收再利用，电池工业、精细化工、芯片制造、光学工业用纯水之纯化，食物与饮料处理，生物制药之分离程序，家庭饮用水及工业制造用水之纯化。同时，逆渗透也经常被用于半导体工业，电力工业，及医学实验室等的超纯水之制造，在离子交换之前使用逆渗透可大量地减少离子交换系统之操作费用与再生频率。