Vannbehandling ved bruk av membranfiltrering, eller Omvendt Osmose er en form for mekanisk filtrering hvor væsken separeres i to strømmer ved bruk av semipermeable membraner.
Membranen skiller molekyler med forskjellig vektenhet avhengig av porestørrelse på membran og trykk.
Vann bestående av de fineste molekylene (Permeat) samles opp i membrankjernen, mens forurensningene opp-konsentreres og ledes til avløp. Prinsippet ved separering er det samme for ultrafiltrering, nanofiltrering og omvendt osmose. I omvendt Osmose anlegg benyttes svært tette membraner som tilbakeholder 99% av alle salter. Omvendt Osmose er derfor en fremtredende metode for avsalting av sjøvann. I Ultra- og nanofiltrering er membranene mer åpne. Forskjellige membraner benyttes i de respektive prosesser.