Načelo dizajna opreme za desalinizaciju morske vode temelji se na selektivnoj propusnosti polu{0}}propusnih membrana. Pod visokim pritiskom, morska voda prolazi kroz membranu reverzne osmoze. Molekule vode prolaze kroz pore membrane i stvaraju slatku vodu, dok se ioni soli i druge otopljene nečistoće zadržavaju i ispuštaju kao koncentrirana slana voda. Stoga je ključ dizajna sustava uspostavljanje dovoljno visokog radnog tlaka (obično mnogo višeg od osmotskog tlaka morske vode) kako bi se prevladala tendencija prirodne osmoze i postigao obrnuti proces odvajanja.
Oprema za desalinizaciju morske vode obično se sastoji od jedinice za prethodnu obradu, jedinice za tlačenje, jedinice za odvajanje membrane i jedinice za-naknadnu obradu. Odjeljak za prethodnu obradu uklanja suspendirane krute tvari i organske tvari filtracijom pijeskom, ultrafiltracijom ili doziranjem kemikalija kako bi se spriječilo onečišćenje membrane. Jedinicu za tlačenje pokreće visokotlačna pumpa-. Jedinica za odvajanje membrane je jezgra, koja koristi više serijski i paralelno spojenih tlačnih posuda kako bi se postigla -prerada velikih razmjera. Naknadna-tretman koristi se za prilagodbu pH, mineralizaciju ili dezinfekciju, osiguravajući da proizvedena voda zadovoljava standarde vode za piće.
Sustavi za desalinizaciju morske vode poseban naglasak stavljaju na povrat energije i poboljšanje učinkovitosti. Na primjer, uređaj za povrat energije (ERD) koristi se za povrat energije pod pritiskom iz koncentrirane slane vode kako bi se smanjila ukupna potrošnja energije. Istovremeno, optimiziranjem rasporeda membrana, kontrolom stope oporavka i smanjenjem onečišćenja membrane, radna stabilnost i ekonomska učinkovitost sustava mogu se dodatno poboljšati. Općenito, dizajn opreme za desalinizaciju morske vode reverznom osmozom u biti je "selektivni sustav odvajanja vođen visokim tlakom", uzimajući u obzir kvalitetu vode, potrošnju energije i dugoročnu-radnu stabilnost.