La ultrafiltració (UF) és una tecnologia de separació de membrana entre la microfiltració i la nanofiltració, amb una mida mitjana de porus de 3-100 nm. Funciona per purificar, separar i concentrar solucions. El seu mecanisme de retenció inclou principalment l'efecte de tamisat i l'efecte electrostàtic de la membrana. El medi filtrant és la membrana d'ultrafiltració; impulsat per la diferència de pressió a través de la membrana, només poden passar soluts de baix pes molecular i aigua, aconseguint així la purificació, la separació i la concentració. UF té una àmplia gamma d'aplicacions. Les primeres membranes UF utilitzades eren membranes d'òrgans animals naturals. Inicialment, la UF va continuar sent un camp experimental i no va veure un desenvolupament significatiu fins als anys 70, quan va entrar en una fase d'aplicació industrial ràpida.
Actualment (2018), els materials de membrana UF s'han expandit des de l'acetat de cel·lulosa (CA) per incloure poliestirè (PS), fluorur de polivinilidè (PVDF), policarbonat (PC), poliacrilonitril (PAN), polietersulfona (PES) i niló (PA), amb el tall de pes molecular augmentant de 10³ a 10⁶. Com que l'ultrafiltració té les característiques d'un equip senzill, una petita empremta, una fase sense canvis, una pressió de funcionament baixa, uns requeriments de materials baixos i un equipament senzill, el seu àmbit d'aplicació s'ha ampliat ràpidament des del camp de la investigació fins als camps d'aplicació pràctica, com ara l'electrònica, farmacèutica, pintura electroforètica, begudes, productes químics alimentaris, tractament mèdic i tractament i reciclatge d'aigües residuals.