L'osmose est l'écoulement naturel d'eau à travers une membrane semi-perméable à partir d'une solution à faible concentration de soluté vers une solution à plus forte concentration de soluté, afin d'équilibrer les concentrations. (voir figure 1)
Ce phénomène est nommé « osmose ».
L'osmose inverse est réalisée en appliquant une pression plus importante que la pression osmotique à la solution concentrée afin d'induire un écoulement vers la solution diluée. (voir figure 2)
Le module d'osmose inverse utilise ce principe d'osmose inverse avec ses membranes de séparation. La membrane NF est une variante de la membrane d'osmose inverse. Les ions univalents tels que Na+ et Cl- sont filtrés de manière sélective, mais les ions multivalents tels que SO42- et les substances polyvalentes telles que les pigments sont bloqués.