Bên cạnh việc khử muối, màng thẩm thấu ngược có thể loại bỏ hiệu quả vi khuẩn, vi rút, chất hữu cơ, ion kim loại nặng và các tạp chất khác khỏi nước, cải thiện độ tinh khiết của nước. Điều này đã dẫn đến việc ứng dụng rộng rãi màng thẩm thấu ngược trong xử lý nước uống. Trong cả môi trường dân cư và thương mại, hệ thống thẩm thấu ngược được sử dụng để lọc nước uống, loại bỏ các chất có hại và cung cấp cho người dùng nước uống an toàn và tốt cho sức khỏe.
Độ chính xác lọc cao của màng thẩm thấu ngược (đạt 0,0001 micron) cho phép chúng chặn tất cả các muối hòa tan và chất hữu cơ có trọng lượng phân tử lớn hơn 100. Một giai đoạn thẩm thấu ngược duy nhất có thể loại bỏ hơn 97% chất rắn hòa tan khỏi nước thô, đảm bảo rằng nước sản xuất đáp ứng tiêu chuẩn nước uống. Hơn nữa, công nghệ thẩm thấu ngược có thể lọc nước mà không cần thêm bất kỳ tác nhân hóa học nào, tránh ô nhiễm môi trường và đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường, giảm phát thải.