Membrana, ki selektivno prepušča snovem, se imenuje polprepustna membrana. Membrana, ki prepušča samo topilo, ne pa tudi topljenec, se običajno imenuje idealna polprepustna membrana. Ko sta enaki količini razredčene raztopine (npr. sladke vode) in koncentrirane raztopine (npr. slane vode) postavljeni na nasprotni strani polprepustne membrane, bo topilo v razredčeni raztopini naravno steklo skozi membrano na stran koncentrirane raztopine. Ta pojav imenujemo osmoza.
Ko osmoza doseže ravnotežje, bo nivo tekočine na strani koncentrirane raztopine višji od nivoja na strani razredčene raztopine, kar ustvarja razliko v tlaku, imenovano osmotski tlak. Velikost osmotskega tlaka je odvisna od inherentnih lastnosti raztopine, in sicer od vrste, koncentracije in temperature koncentrirane raztopine, ne pa od lastnosti polprepustne membrane. Če se na strani koncentrirane raztopine uporabi tlak, ki je višji od osmotskega tlaka, bo topilo teklo v nasprotni smeri od prvotne osmotske smeri, začenši od koncentrirane raztopine proti strani razredčene raztopine. Ta proces se imenuje reverzna osmoza.
Reverzna osmoza je proces povratne migracije osmoze. To je metoda ločevanja, ki uporablja selektivno zadrževanje pol-prepustne membrane za ločevanje topljenca in topila v raztopini pod pritiskom. Široko se uporablja pri čiščenju in koncentraciji različnih tekočin. Najpogostejša uporaba je v postopkih čiščenja vode, kjer se tehnologija reverzne osmoze uporablja za odstranjevanje nečistoč, kot so anorganski ioni, bakterije, virusi, organske snovi in koloidi iz surove vode, da se pridobi visoko{4}}kakovostna čista voda.