La filosofia mediambiental bàsica de les membranes MBR és "el reciclatge de recursos, la minimització de la contaminació i el tractament d'alta-eficiència i baix-consum". Essencialment, pretén millorar l'eficiència global dels recursos hídrics i el tractament dels contaminants mitjançant mitjans tecnològics, aconseguint un enfocament de gestió ambiental de l'aigua més sostenible.
La tecnologia MBR pot purificar profundament les aigües residuals, assegurant que l'efluent compleix amb alts estàndards de qualitat de l'aigua, permetent així la reutilització de l'aigua recuperada. Aquest model redueix la dependència dels recursos d'aigua dolça, substituint l'aigua de l'aixeta en aplicacions d'ecologització municipal, refrigeració industrial i rentat, alleujant eficaçment l'escassetat d'aigua.
Els sistemes MBR utilitzen tecnologia de separació de membranes per retenir gairebé completament els contaminants dins del sistema de reacció biològica, evitant la pèrdua de fangs o problemes de contaminació secundària associats als processos tradicionals. Simultàniament, a causa de l'alta eficiència del tractament i la qualitat estable dels efluents, redueix significativament la càrrega de contaminació de les masses d'aigua naturals, contribuint a la millora de la qualitat ambiental de l'aigua.
Tot i que els sistemes MBR tenen un consum d'energia operatiu relativament elevat, ofereixen beneficis ambientals significatius durant el seu cicle de vida global, ja que redueixen l'ocupació del sòl, augmenten l'eficiència del tractament i permeten la reutilització de l'aigua. A més, els sistemes MBR combinats amb processos anaeròbics poden aconseguir una recuperació parcial d'energia (com ara el biogàs), millorant encara més els seus atributs verds i de baix-carboni.