فیلتر ممبران بدون شک مهمترین فیلتر فرایند تصفیه آب می باشد و از آن به عنوان قلب تپنده دستگاه تصفیه آب می توان نام برد که در چهارمین مرحله تصفیه آب جهت دستگاه های تصفیه آب صنعتی و خانگی با روش اسمز معکوس استفاده می شود. این فیلتر از یکسری لایه فشرده، به طور موازی دور هم پیچیده و به صورت غشاهای نیمه تراوا درآمده و به شکل استوانه ای با لایه های کرم رنگ و پوسته آبی رنگ می باشد. فیلتر ممبران دارای منافذی کوچکتر از 0.0001 میکرون (کمتر از قطر موی انسان) است و توانایی حذف نیترات ، نیتریت ، آرسنیک ، املاح محلول ، مواد آلی ، میکروب ، ویروس ، انگل ، کیست ، آفتکش و کودهای شیمیایی ، مواد شوینده را دارا می باشد. این فیلتر به علت خاصیت نیمه تراوایی خود توانسته به عنوان یکی از دقیق ترین فیلترهای تصفیه آب به کار رود.