Proses osmosis terbalik menggunakan membran separa telap untuk memisahkan air dari bahan cemar. Membran semipermeable membenarkan aliran air, tetapi tanggapan (misalnya, Na {{1}}, Ca2+, Cl-) atau molekul yang lebih besar (contohnya, glukosa, urea, bakteria). Difusi dan osmosis disukai secara termodinamik dan akan berterusan sehingga keseimbangan tercapai. Osmosis dapat diperlahankan, dihentikan, atau bahkan dibalikkan jika tekanan yang mencukupi dikenakan pada membran dari'&# 39 pekat; sisi membran.
Osmosis terbalik berlaku apabila air bergerak melintasi membranmelawan kecerunan kepekatan, dari kepekatan yang lebih rendah hingga kepekatan yang lebih tinggi. Sebagai gambaran, bayangkan membran semipermeabel dengan air tawar di satu sisi dan larutan berair pekat di sisi lain. Sekiranya osmosis normal berlaku, air tawar akan melintasi membran untuk mencairkan larutan pekat. Dalam osmosis terbalik, tekanan diberikan di sisi dengan larutan pekat untuk memaksa molekul air melalui membran ke sisi air tawar.
Terdapat pelbagai ukuran membran pori yang digunakan untuk osmosis terbalik. Walaupun ukuran liang kecil melakukan penyaringan yang lebih baik, ia memerlukan lebih lama untuk memindahkan air. Ini seperti cuba menuangkan air melalui saringan (lubang atau liang besar) berbanding dengan mencurahkannya melalui tuala kertas (lubang yang lebih kecil). Walau bagaimanapun, osmosis terbalik berbeza dari penyaringan membran sederhana kerana melibatkan penyebaran dan dipengaruhi oleh kadar aliran dan tekanan.
