Parametri performansi membranskog modula najosnovniji su tip pokazatelja. Uobičajeni parametri uključuju veličinu pora membrane (obično između 0,01–0,4 μm, što pripada razini mikrofiltracije/ultrafiltracije), materijal membrane (kao što je PVDF, PES itd.), protok membrane (obično oko 10–30 L/m²·h, ovisno o kvaliteti vode i radnim uvjetima) i stopu odbijanja (stopa odbijanja za SS i mikroorganizme može se približiti 100%). Ovi parametri izravno određuju kvalitetu otpadnih voda i kapacitet pročišćavanja sustava.
Parametri radnih uvjeta uključuju radnu transmembransku razliku tlaka (TMP, obično u rasponu od 0,05–0,3 MPa), intenzitet prozračivanja (koristi se za kontrolu onečišćenja membrane, općenito izražen kao omjer zraka-na-vodu ili stopu prozračivanja), koncentraciju mulja (MLSS obično može doseći 6000–12000 mg/L ili čak više) i starost mulja (SRT, doseg preko 20 dana). Ovi parametri utječu na stabilnost sustava i razine potrošnje energije te su ključne kontrolne točke za rad i upravljanje.
Parametri inženjerskog dizajna, kao što su hidrauličko vrijeme zadržavanja (HRT), omjer refluksa, konfiguracija područja membrane i kapacitet permeata sustava, ključni su. U praktičnom inženjeringu, ove parametre treba sveobuhvatno osmisliti na temelju utjecajne kvalitete vode, razmjera tretmana i standarda otpadnih voda kako bi se osiguralo da sustav membranskog bioreaktora održava visoku učinkovitost, stabilnost i ekonomičnost tijekom dugo-rade.