La funció principal de les membranes d'osmosi inversa és aconseguir una separació eficient de l'aigua i els soluts mitjançant la conducció d'alta-pressió, obtenint així aigua de producte d'alta-puresa. El seu principi bàsic és utilitzar una membrana semi-permeable que només permet el pas de molècules d'aigua mentre bloqueja les sals dissoltes, els ions de metalls pesants, la matèria orgànica i els microorganismes, aconseguint així una purificació profunda.
En la purificació d'aigua, les membranes d'osmosi inversa poden reduir significativament el TDS (sòlids totals dissolts), la duresa i el contingut de metalls pesants a l'aigua, transformant l'aigua bruta en aigua pura potable. Aquesta funció s'utilitza àmpliament en purificadors d'aigua domèstics, producció industrial d'aigua pura i sistemes d'aigua ultrapura de laboratori, especialment adequats per a escenaris amb poca qualitat d'aigua o requisits d'alta puresa.
En aplicacions industrials, les membranes d'osmosi inversa no només s'utilitzen per a la producció d'aigua, sinó també per al subministrament estable d'aigua de procés. Per exemple, la indústria electrònica requereix aigua ultrapura per a la neteja d'encenalls, la indústria elèctrica necessita aigua d'alimentació de la caldera i la indústria química l'utilitza per a la separació i concentració de dissolvents i solucions. Les capacitats de dessalinització estables garanteixen l'estabilitat dels processos de producció i la qualitat del producte.
A més, les membranes d'osmosi inversa també tenen funcions de recuperació de recursos i protecció del medi ambient. En el tractament d'aigües residuals, pot permetre la reutilització profunda de les aigües residuals, reduint les emissions; en la dessalinització d'aigua de mar, pot convertir l'aigua de mar en recursos d'aigua dolça. Amb les demandes creixents de conservació de l'aigua i protecció del medi ambient, l'aplicació d'aquesta funció continua expandint-se a nivell mundial.