Ypatingai smulkaus porėtumo (vienos poros dydis 0,0001 mikrono) filtras, veikiantis atvirkštinio osmoso principu. Gryną vandenį ir druskų tirpalą atskyrus pusiau laidžia membrana, kuri praleidžia tik vandens molekules, dėl slėgio (koncentracijos) skirtumo abiejose membranos pusėse, vandens molekulės pereina į druskos tirpalo pusę. Šis procesas trunka, kol druskos koncentracija abiejose pusėse išsilygina. Šis procesas vadinamas tiesioginiu osmosu. Apdorojant didelės mineralizacijos vandenį atbulinio osmoso membrana, sukuriamas slėgis, viršijantis osmosinį ir vandens molekulės priverčiamos tekėti per membraną kryptimi, priešinga tiesioginiam osmosui, tai yra, iš didelės mineralizacijos vandens į gryno vandens skyrių. Membranos akutės yra daug mažesnės už virusus ir bakterijas, todėl filtruojant jos yra pašalinamos. Taip pat pašalinami sunkieji metalai, ištirpusios medžiagos ir druskos.
Pagrindinis parametras apibrėžiantis membranos charakteristiką - pralaidumas. Paprastai pralaidumas matuojamas GPD (galonais per parą). Tai parodo, kiek vandens membrana gali išvalyti per parą. 1 galonas - 3.78 litro (taigi, jei membranos pralaidumas yra 100 GPD, per parą galima išvalyti iki 378 litrų vandens).
Vanduo patekęs į membraną išskiriamas į dvi dalis: išvalytą vandenį ir didelio druskingumo (koncentracijos) vandenį, kuriame lieka visos atskirtos druskos ir teršalai. Geriamas vanduo tiekiamas į maišytuvą arba kaupiamas slėginėse talpose, iki bus vandens poreikis. Koncentratas yra pašalinamas į kanalizaciją. Geriamo vandens ir koncentrato santykis gali būti įvairus (nuo 1:1 iki 1:7), jis priklauso nuo į atvirkštinio osmoso sistemą tiekiamo vandens kokybės, spaudimo, nuo pačios sistemos ypatybių, tokių kaip, turi sistema siurblį ar ne ir pan.
Membrana keičiama kas 24 - 84 mėnesius arba pagal poreikį. Tai priklauso nuo to, kiek sunaudojama vandens ir membranos pralaidumo.