Membrana odwróconej osmozy to sztuczna półprzepuszczalna membrana-o specyficznych właściwościach, naśladująca biologiczną półprzepuszczalną membranę. Jest to główny element technologii odwróconej osmozy. Zasada odwróconej osmozy polega na tym, że pod ciśnieniem wyższym niż ciśnienie osmotyczne roztworu substancje, które nie mogą przejść przez półprzepuszczalną membranę, są oddzielane od wody. Pory membrany do odwróconej osmozy są niezwykle małe, co skutecznie usuwa rozpuszczone sole, koloidy, mikroorganizmy i materię organiczną z wody. System oferuje takie zalety, jak dobra jakość wody, niskie zużycie energii, brak zanieczyszczeń, prosty proces i łatwa obsługa.
Membrana do odwróconej osmozy jest podstawowym elementem umożliwiającym osiągnięcie odwróconej osmozy; jest to sztuczna półprzepuszczalna membrana-o specyficznych właściwościach, naśladująca biologiczną półprzepuszczalną membranę. Zwykle jest wykonany z materiałów polimerowych, takich jak membrany z octanu celulozy, membrany z aromatycznego polihydrazydu i membrany z aromatycznego poliamidu. Średnica mikroporów powierzchniowych wynosi na ogół od 0,5 do 10 nm, a przepuszczalność jest związana ze strukturą chemiczną membrany. Niektóre materiały polimerowe mają dobrą odporność na sól, ale słabą przepuszczalność wody. Inne materiały polimerowe mają w swojej strukturze chemicznej więcej grup hydrofilowych, co powoduje stosunkowo szybsze przenikanie wody. Dlatego zadowalająca membrana do odwróconej osmozy powinna charakteryzować się odpowiednim natężeniem przepływu permeatu lub szybkością odsalania.