Bei der Umkehr-Osmose wird Wasser durch den Leitungsdruck gegen die Osmose-Membran gepresst. Dabei werden nur die Wassermoleküle durchgelassen, die Schadstoffe jedoch ins Abwasser gespült. Wasser kann die Membran durchdringen , Verunreinigungen und Salze jedoch nicht, denn die Membranporen haben einen extrem kleinen Durchmesser (ca. 0,0001 Mikron = ca. 0,0000001mm). Da die allermeisten im Wasser gelösten Schadstoffe jedoch weit größer sind, passen sie nicht durch diese winzigen Membranporen. Diese Ultra-Filtration entfernt  alle Schwebstoffe wie zum Beispiel Asbest, Rost und Algen, alle Bakterien, Viren, Schwermetallkomplexe, Pestizide, Herbizide und alle organischen Moleküle mit einem Molekulargewicht über 300 aus dem Wasser.
Durch die eingestellte Konzentratmenge muss vermieden werden, dass es in der Membrane zu Kalkausfällungen kommt. Das anfallende Konzentrat enthält die gesamten Verunreinigungen, welche durch das Rohwasser zugeführt wurden, während im Permeat hauptsächlich Wassermoleküle vorhanden sind. Der nötige Arbeitsdruck wird im Anwendungsfall durch eine Pumpe erzeugt, oder ist durch den Wasserdruck aus der Wasserleitung vorhanden. In der Praxis sind die Umkehrosmosemembranen so angeordnet, dass die Hauptflussrichtung sich quer zur Membrane befindet. Der Abfluss an Konzentrat bewirkt bei diesem Aufbau, dass sich vor der Membrane nur ein sehr geringer Filterkuchen aufbauen kann.