Membrány s reverzní osmózou by měly mít následující vlastnosti: (1) vysoká rychlost odsolování při vysokých rychlostech průtoku; (2) vysoká mechanická pevnost a životnost; (3) schopnost fungovat při nízkých provozních tlacích; (4) tolerance k chemickým nebo biochemickým účinkům; (5) minimální vliv faktorů, jako je pH a teplota; a (6) snadno dostupné suroviny, jednoduché zpracování a nízké náklady.
Membrány reverzní osmózy se dělí na dva typy: asymetrické membrány a homogenní membrány. V současnosti používané membránové materiály jsou především acetát celulózy a aromatické polyamidy. Mezi jejich součásti patří duté vlákno, spirálově vinuté, deska a rám a trubkové typy. Mohou být použity pro separaci, zahušťování, čištění a další chemické jednotkové operace, především v průmyslu přípravy čisté vody a úpravy vody.