Membrana za reverzno osmozo je umetna pol-prepustna membrana s posebnimi lastnostmi, ki posnemajo biološko pol-prepustno membrano. Je osrednja komponenta tehnologije reverzne osmoze. Načelo reverzne osmoze je, da se pod pritiskom, ki je višji od osmotskega tlaka raztopine, iz vode ločijo snovi, ki ne morejo skozi pol-prepustno membrano. Membranske pore membrane za reverzno osmozo so izjemno majhne, zato iz vode učinkovito odstranjujejo raztopljene soli, koloide, mikroorganizme in organske snovi. Sistem ponuja prednosti, kot so dobra kakovost vode, nizka poraba energije, brez onesnaževanja, preprost postopek in enostavno upravljanje.
Membrana za reverzno osmozo je ključna komponenta za doseganje reverzne osmoze; je umetna pol-prepustna membrana s posebnimi značilnostmi, ki posnemajo biološko pol-prepustno membrano. Na splošno je izdelan iz polimernih materialov, kot so celulozne acetatne membrane, aromatske polihidrazidne membrane in aromatične poliamidne membrane. Premer površinskih mikropor je običajno med 0,5 in 10 nm, prepustnost pa je povezana s kemijsko strukturo membrane. Nekateri polimerni materiali dobro odbijajo sol, vendar slabo prepuščajo vodo. Drugi polimerni materiali imajo v svoji kemijski strukturi več hidrofilnih skupin, kar ima za posledico relativno hitrejšo prepustnost vode. Zato mora imeti zadovoljiva membrana za reverzno osmozo ustrezen pretok permeata ali stopnjo razsoljevanja.