Membran osmosis terbalik adalah komponen teras untuk mencapai osmosis terbalik, dan merupakan membran biopermeabiliti buatan yang dibuat dengan ciri-ciri tertentu. Biasanya dibuat daripada bahan polimer. Seperti membran selulosa asetat, membran poliamida aromatik, membran poliamida aromatik. Diameter mikropori permukaan biasanya antara 0.5 hingga 10nm, saiz permeabiliti berkaitan dengan struktur kimia membran itu sendiri. Sesetengah bahan polimer menahan garam dengan baik, dan kelajuan penerusan air tidak baik. Sesetengah struktur kimia bahan polimer mempunyai kumpulan hidrofil yang lebih banyak, jadi kelajuan penerusan air agak cepat. Oleh itu, membran osmosis terbalik yang memuaskan harus mempunyai jumlah penembusan atau kadar desalinasi yang sesuai.

Membran osmosis terbalik harus mempunyai ciri-ciri berikut: (1) pada kelajuan aliran yang tinggi harus mempunyai kadar pengudaran yang cekap; (2) mempunyai kekuatan mekanikal yang tinggi dan hayat perkhidmatan; (3) dapat berfungsi di bawah tekanan operasi yang rendah; (4) tahan terhadap kesan kimia atau biokimia; (5) kurang dipengaruhi oleh pH, suhu dan faktor lain; (6) Sumber bahan mentah filem mudah, pemprosesan mudah dan kos murah.

Struktur membran osmosis terbalik, terdapat dua jenis membran asimetrik dan membran homofasa. Bahan membran yang digunakan pada masa ini terutamanya adalah selulosa asetat dan poliamida aromatik. Komponen-komponennya adalah serat berongga, gulungan, bingkai papan dan paip. Boleh digunakan untuk operasi unit kimia seperti pemisahan, penampatan, pemurnian dan lain-lain, terutamanya digunakan dalam penyediaan air tulen dan industri rawatan air.