简单地说，反渗透被认为是分子级的过滤过程，这种“过滤作用”能够从水中除去99%溶解性矿物质，95-97%大多数不溶解性有机物和98%以上的生物和胶体物质。反渗透膜是一种半透膜，仅能让某些物质（如水）容易通过,而其它物质（如溶解盐）则不让通过。如果纯水与盐溶液被一张半透膜隔开，纯水就会通过膜进入盐溶液。如下左图：
每种溶液都有特定的渗透压力，其大小决定于水中溶解物的种类和浓度，这个压力就是引起溶液流过半透膜的驱动力。
反渗透就是与自然渗透流向相反的一个过程，通过向浓溶液端施加足够的压力克服稀溶液（纯水）的自然渗透压使其反向流动。如上右图。
在实际应用中，需要的与自然渗透流动反方向的力是由高压泵提供的。水通过高压泵被送入装有半透膜的滤筒（压力容器），高压下产品水从系统中流出，被膜截留的溶解性固体通过调节阀不断地从系统中冲走，这就是浓缩水。
反渗透在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的优点：
· 反渗透是在室温条件下，采用无相变的物理方法将含盐给水进行脱盐、纯化。目前，超薄复合膜元件的脱盐率可达99.5%以上，并可同时去除水中的胶体、有机物、细菌、病毒等。· 水的处理仅靠水的压力作为推动力，其能耗在许多处理方法中最低。· 不用大量的化学药剂和酸、碱再生处理，无化学废液及废酸、碱液排放，无环境污染。
· 反渗透装置可连续运行制水，系统简单，操作方便，产品水水质稳定。
· 运行维护和设备维护工作量很少· 设备占地面积少，需要的空间也小。· 适应于较大范围的原水水质，既适应于苦咸水、海水以至污水的处理，又适应于低盐量的淡水处理。