El principi bàsic de funcionament de l'osmosi inversa és el següent: una bomba d'aigua d'alta pressió-dissenyada especialment pressiona l'aigua bruta a 6-20 kg, forçant-la a penetrar a través d'una membrana d'osmosi inversa amb una mida de porus de només 0,0001 micròmetres. Els ions químics, els bacteris, els fongs i els virus no poden passar i es descarreguen amb les aigües residuals. Només poden passar molècules d'aigua i dissolvents de menys de 0,0001 micròmetres.
El filtre de seguretat conté cartutxos de filtre amb una mida de porus de 5 μm. Aquests cartutxos filtren les partícules més grans de 5 μm, protegint la membrana RO aigües avall, que és propensa a escalar. Un tipus de membrana d'osmosi inversa que s'utilitza habitualment és la membrana de poliamida, concretament una membrana composta-espiral. Aquest tipus de membrana pot aconseguir una taxa de dessalinització de fins al 99,5%.
Com que les membranes RO són susceptibles als canvis en el pH, el clor residual i la temperatura de l'aigua, es fan requisits estrictes sobre la qualitat de l'aigua afluent abans de l'operació:
PH: 3~10
Clor residual: < 0,1 mg/L
SDI15: < 5,0
Temperatura de l'aigua: < 45 graus
Superar qualsevol d'aquests límits pot provocar una deformació de la membrana, afectant la qualitat de l'efluent i escurçant la vida útil de la membrana. A més, els diferents tipus de membranes tenen diferents requisits de qualitat de l'aigua d'influència. Aquests requisits s'han de confirmar segons les instruccions proporcionades pel fabricant de la membrana RO abans de la posada en marxa.