اصلی ترین بخش در فیلتر ممبران یک غشا نیمه تراواست. غشایی که بافت آن طوریست که فقط ذرات ۰٫۰۰۰۱ میکرون میتوانند از آن عبور کنند و بدین شکل تا ۹۹٫۹۹ درصد ذرات بزرگتر از ۰٫۰۰۰۱ میکرون پشت این غشا میمانند و به فاضلاب میروند و آب خالص که اندازه مولکولهای آن کمتر از ۰٫۰۰۰۱ میکرون است عبور کرده و به استفاده ما در می آیند.
در دستگاههای اسمز معکوس یک هوزینگ مخصوص برای ممبران وجود دارد، این هوزینگ دارای ۱ ورودی و ۲ خروجی است. نحوه عملکرد بدین صورت است که ابتدا آب پیش تصفیه شده در فیلتر تصفیه آب های ۱، ۲ و ۳ به هوزینگ ممبران وارد می شود و پس از عبور از غشاء آب خالص از لوله مرکزی وارد خروجی شده و به سمت فیلتر شماره ۵ هدایت می شود و آب باقیمانده پشت غشاء که بسیار غلیظ تر شده است از خروجی دومی به سمت فاضلاب می رود.
