La separación de macromoléculas con pesos moleculares de 1000 a 300 000 se conoce como ultrafiltración (UF).
La membrana de ultrafiltración es una membrana asimétrica que consta de una capa fina y una capa de esponja. Esta membrana impide el paso de macromoléculas, pero sí permite el paso del agua, sales y sustancias de peso molecular bajo. La permeabilidad del agua es notablemente alta.