Das Prinzip der Umkehrosmose basiert auf der Umkehrung der natürlichen osmotischen Verlangens nach Konzentrationsausgleich. In einer Flüssigkeit versuchen sich die darin enthaltenen Moleküle und Partikeln gleichmäßig zu verteilen, um eine stabile Konzentration im Wasser zu halten. Bei der Umkehrosmose wird Wasser durch eine semipermeable Membran gedrückt, indem ein Druck angewendet wird, der den natürlichen osmotischen Druck übersteigt.
Bei der Wasseraufbereitung mit Umkehrosmose, werden gelöste Stoffe wie Salze, Schwermetalle, Bakterien und andere Verunreinigungen von der Membran (im Konzentrat) zurückgehalten, während nur reines und praktisch salzfreies Wasser (Permeat) hindurchgelangt. Dieses Verfahren ermöglicht eine sehr feine Reinigung und die Gewinnung von purem Rohwasser. Die Wirkung einer Umkehrosmose übertrifft den Grad der Reinigung eines Feinfilters, der üblicherweise nur mit einem simplen Siebverfahren arbeitet, um ein Vielfaches.