Osnovna funkcija membrana za reverznu osmozu je postizanje učinkovitog odvajanja vode i otopljenih tvari putem visokog-tlaka, čime se dobiva voda visoke-čistoće. Njegovo osnovno načelo je korištenje polu-propusne membrane koja propušta samo molekule vode dok blokira otopljene soli, ione teških metala, organske tvari i mikroorganizme, čime se postiže duboko pročišćavanje.
U pročišćavanju vode, membrane reverzne osmoze mogu značajno smanjiti TDS (ukupno otopljene krutine), tvrdoću i sadržaj teških metala u vodi, pretvarajući sirovu vodu u čistu vodu za piće. Ova se funkcija naširoko koristi u kućanskim pročistačima vode, industrijskoj proizvodnji čiste vode i laboratorijskim sustavima ultračiste vode, posebno pogodna za scenarije s lošom kvalitetom vode ili visokim zahtjevima za čistoćom.
U industrijskim primjenama membrane za reverznu osmozu ne koriste se samo za proizvodnju vode, već i za stabilnu opskrbu procesnom vodom. Na primjer, elektronička industrija zahtijeva ultračistu vodu za čišćenje strugotine, elektroprivreda treba napojnu vodu za kotlove, a kemijska je industrija koristi za odvajanje i koncentraciju otapala i otopina. Stabilne mogućnosti desalinizacije osiguravaju stabilnost proizvodnih procesa i kvalitetu proizvoda.
Nadalje, membrane reverzne osmoze također imaju funkcije oporabe resursa i zaštite okoliša. U pročišćavanju otpadnih voda može omogućiti duboko ponovno korištenje otpadnih voda, smanjujući emisije; u desalinizaciji morske vode, može pretvoriti morsku vodu u slatkovodne resurse. Uz sve veće zahtjeve za očuvanjem vode i zaštitom okoliša, primjena ove funkcije nastavlja se globalno širiti.