Sistema de filtração por membranas capaz de remover até 98% dos sólidos dissolvidos na água. Produz assim uma água desmineralizada com baixíssima condutividade.
Em função do minúsculo tamanho dos poros presentes na membrana, a água somente consegue transpassá-la com o uso de bombas de alta pressão.
Esta tecnologia tem como característica a geração de 2 correntes de água após a filtração: o permeado (água filtrada) e o concentrado (água que irá acumular os sólidos dissolvidos filtrados). O permeado é o produto final desejado, que será usado em processos industriais ou como produto final pós ETES. O concentrado deverá ser descartado ou aproveitado para algo específico.
Em Israel, onde existem as maiores plantas de osmose reversa do mundo, o concentrado é descartado diretamente no mar, a distâncias da costa previamente calculadas.
Em outros casos o concentrado é descartado em ETEs, evaporado, introduzido em poços profundos, misturado a outras águas ou utilizado para algum fim, como por exemplo a criação de peixes.