Osmóza je v přírodě běžný jev. Pokud se například okurka vloží do slané vody, ztratí vodu a srazí se. Proces vstupu molekul vody z okurky do roztoku slané vody je osmóza. Pokud je vodní nádrž rozdělena na dvě části membránou, kterou mohou procházet pouze molekuly vody, a čistá voda a slaná voda jsou nality na každou stranu membrány do stejné výšky, po určité době se hladina čisté vody sníží, zatímco hladina slané vody se zvýší. Tento jev, kdy molekuly vody migrují přes membránu do slané vody, se nazývá osmóza. Vzestup hladiny slané vody není nekonečný; v určité výšce dosáhne rovnovážného bodu. Tlak reprezentovaný rozdílem hladin kapaliny přes membránu v tomto bodě se nazývá osmotický tlak. Velikost osmotického tlaku přímo souvisí s koncentrací slané vody.
Poté, co výše uvedené zařízení dosáhne rovnováhy, pokud je na povrch strany slané vody aplikován určitý tlak, molekuly vody budou migrovat ze strany slané vody na stranu čisté vody. Tento jev kapalných molekul migrujících ze zředěného roztoku do koncentrovaného roztoku pod tlakem se nazývá reverzní osmóza. Pokud se na jeden konec výše uvedeného zařízení přidá solanka a na tento konec se aplikuje tlak převyšující osmotický tlak solanky, můžeme získat čistou vodu na druhém konci. To je princip čištění vody reverzní osmózou. V systémech reverzní osmózy produkujících čistou vodu jsou dva klíčové faktory: selektivní membrána, nazývaná semi{5}}propustná membrána, a určitý tlak.
Jednoduše řečeno, polopropustná membrána reverzní osmózy-má četné póry, jejichž velikost je srovnatelná s velikostí molekul vody. Protože bakterie, viry, většina organických znečišťujících látek a hydratované ionty jsou mnohem větší než molekuly vody, nemohou projít polopropustnou membránou pro reverzní osmózu a jsou odděleny od vody, která jimi prochází. Z mnoha nečistot ve vodě se nejobtížněji odstraňují rozpuštěné soli. Proto je účinek reverzní osmózy na čištění vody často určen rychlostí odsolování. Rychlost odsolování reverzní osmózy závisí hlavně na selektivitě polopropustné membrány reverzní osmózy. Vysoce-selektivní membránové prvky reverzní osmózy mohou dosáhnout míry odsolování až 99,7 %.
