Благодаря современным технологиям стало возможно изготовление объемных или плоских фильтрующих материалов с однородными каналами практически любого размера. Мембранные методы основываются на пропускании загрязненного раствора через полупроницаемую перегородку с отверстиями, которые являются по размеру меньше, чем размер частиц загрязнений.
Мембранные методы могут включать в себя макрофильтрацию; микрофильтрацию; ультрафильтрацию; нанофильтрацию; обратный осмос. Макрофильтрация представляет собой механическую фильтрацию с удалением крупных видимых твердых частиц. Микрофильтрация помогает удалять мелкие взвеси и коллоидные частицы, а также бактерии. Ультрафильтрация способна извлечь из воды коллоидные частицы, бактерии и вирусы, а также крупные органические макромолекулы. Обратный осмос или нанофильтрация схожи по механизму разделению, схеме организации процесса, рабочему давлению, мембранам и оборудованию.