Das Verfahren der Umkehrosmose gehört zur Überkategorie der Membranverfahren und ist den physikalischen Verfahren der Wasseraufbereitung zuzuordnen. Diese haben gegenüber chemischen Verfahren den Vorteil, ohne Chemikalien-Einsatz auszukommen. Bei der Membrantechnik werden Trennprozesse nach der Molekülgröße der abzutrennenden Wasserinhaltsstoffe unterschieden. Dabei sprechen wir von Teilchen, die mit bloßem Auge nicht zu sehen sind (Teilchendurchmesser kleiner als 0,001 Mikrometer). Die Umkehrosmose ist das Membranverfahren mit der geringsten Molekülgröße von weniger als 0,001 Mikrometer bzw. 1 Nanometer, wodurch selbst gelöste Ionen zurückgehalten werden können. Damit die gelösten Ionen von der Flüssigkeit getrennt werden können, kommt bei der Umkehrosmose eine sogenannte Löslichkeitsmembran zum Einsatz. Der große Vorteil einer Umkehrosmose-Anlage besteht darin, dass im Gegensatz zu chemischen Verfahren zur Wasseraufbereitung (z. B. Ionenaustausch) kein zu behandelndes Abwasser entsteht und ebenfalls keine Chemikalien für die Aufbereitung des Wassers benötigt werden. Vom Ablauf her kann man es sich so vorstellen: Das unbehandelte Wasser wird mit hohem Druck gegen eine halbdurchlässige Membran gedrückt, die Wasser hindurchlässt, Verunreinigungen und gelöste Salze jedoch nicht. Das Ergebnis ist reines Wasser, das sich auf der einen Seite der Membran ansammelt (auch Permeat genannt). Auf der anderen Seite der Membran reichert sich das sogenannte „Konzentrat“ mit den im Wasser enthaltenen Salzen und Verunreinigungen an. Es kann ohne Behandlung in das öffentliche Kanalnetz eingeleitet werden. Bei dieser Methode zur Wasseraufbereitung spricht man oft von „vorgeschalteter Umkehrosmose“, da im Anschluss eine Entsalzung mittels eines Mischbett-Ionenaustauschers erfolgt. Zusätzlich ist es ratsam, das Wasser vorab mittels einer Enthärtungsanlage vorzubehandeln, da die Membran sonst schnell verblocken kann (Scaling).