Il principio di funzionamento di base dell'osmosi inversa è il seguente: una pompa dell'acqua ad alta-pressione appositamente progettata pressurizza l'acqua non depurata a 6-20 kg, costringendola a permeare attraverso una membrana a osmosi inversa con una dimensione dei pori di soli 0,0001 micrometri. Ioni chimici, batteri, funghi e virus non possono passare e vengono scaricati con le acque reflue. Possono passare solo le molecole d'acqua e i solventi inferiori a 0,0001 micrometri.
Il filtro di sicurezza contiene cartucce filtranti con una dimensione dei pori di 5 μm. Queste cartucce filtrano qualsiasi particella più grande di 5 μm, proteggendo la membrana RO a valle, che è soggetta a incrostazioni. Un tipo comunemente usato di membrana ad osmosi inversa è la membrana in poliammide, in particolare una membrana composita avvolta a spirale-. Questo tipo di membrana può raggiungere un tasso di desalinizzazione fino al 99,5%.
Poiché le membrane RO sono sensibili alle variazioni di pH, cloro residuo e temperatura dell'acqua, prima del funzionamento vengono imposti requisiti rigorosi sulla qualità dell'acqua influente:
pH: 3~10
Cloro residuo: < 0,1 mg/l
SDI15: <5,0
Temperatura dell'acqua: <45 gradi
Il superamento di uno qualsiasi di questi limiti può causare la deformazione della membrana, influenzando la qualità dell'effluente e riducendo la durata della membrana. Inoltre, diversi tipi di membrane hanno requisiti diversi di qualità dell'acqua affluente. Questi requisiti devono essere confermati secondo le istruzioni fornite dal produttore della membrana RO prima della messa in servizio.