Bakterie jsou běžné mikrobiální kontaminanty ve vodě, typicky o velikosti od 0,5 do 5 mikrometrů. Membrány reverzní osmózy s velikostí pórů přibližně 0,1 nanometru jsou mnohem menší než bakterie. Membrány s reverzní osmózou mohou přímo zachycovat bakterie fyzickým proséváním, čímž jim brání v průchodu póry membrány. Bakteriální povrchy často nesou elektrický náboj a materiály membrány pro reverzní osmózu mohou mít také určitý elektrický náboj. Prostřednictvím interakce náboje může membrána dále absorbovat nebo odpuzovat bakterie, čímž se zvyšuje účinnost odstraňování.
Studie ukazují, že membrány pro reverzní osmózu mají obecně vysokou rychlost odstraňování bakterií a mohou významně snížit riziko mikroorganismů ve vodě. Je důležité poznamenat, že membrány pro reverzní osmózu nejsou dobře-známou sterilní bariérou, ale jejich vysoká účinnost v praktických aplikacích byla široce ověřena.