Осмос — поширене явище в природі. Наприклад, якщо огірок помістити в солону воду, він втратить воду і зменшиться. Процес потрапляння молекул води з огірка в солоний розчин є осмосом. Якщо водяний басейн розділити на дві частини мембраною, крізь яку можуть проходити лише молекули води, і чисту воду та солону воду налити в кожну сторону мембрани на однакову висоту, через певний період часу рівень чистої води знизиться, а рівень солоної води підвищиться. Це явище, коли молекули води мігрують через мембрану в солону воду, називається осмосом. Підвищення рівня солоної води не нескінченне; він досягне точки рівноваги на певній висоті. Тиск, представлений різницею рівнів рідини на мембрані в цій точці, називається осмотичним тиском. Величина осмотичного тиску безпосередньо залежить від концентрації солоної води.
Після того, як вищевказаний пристрій досягне рівноваги, якщо на поверхню сторони солоної води прикладати певний тиск, молекули води мігруватимуть із сторони солоної води на сторону чистої води. Це явище міграції молекул рідини з розбавленого розчину в концентрований розчин під тиском називається зворотним осмосом. Якщо до одного кінця вище-згаданого пристрою додати розсіл і до цього кінця застосувати тиск, що перевищує осмотичний тиск розсолу, ми можемо отримати чисту воду на іншому кінці. Це принцип очищення води методом зворотного осмосу. У системах зворотного осмосу, які виробляють чисту воду, є два ключових чинники: селективна мембрана, яка називається напів-проникною мембраною, і певний тиск.
Простіше кажучи, зворотноосмотична напів{0}}проникна мембрана має численні пори, розмір яких можна порівняти з розміром молекул води. Оскільки бактерії, віруси, більшість органічних забруднювачів і гідратованих іонів набагато більші за молекули води, вони не можуть пройти крізь напів-проникну мембрану зворотного осмосу й відокремлюються від води, яка проходить. Серед багатьох домішок у воді найважче видалити розчинені солі. Тому ефект очищення води зворотним осмосом часто визначається швидкістю опріснення. Швидкість опріснення при зворотному осмосі головним чином залежить від селективності напів-проникної мембрани зворотного осмосу. Високо{8}}селективні мембранні елементи зворотнього осмосу можуть досягати рівня опріснення до 99,7%.
