Osnovni princip rada reverzne osmoze je sljedeći: Posebno dizajnirana pumpa za vodu visokog{0}}pritiska stvara pritisak na sirovu vodu do 6-20 kg, prisiljavajući je da prodre kroz membranu reverzne osmoze s veličinom pora od samo 0,0001 mikrometar. Hemijski joni, bakterije, gljivice i virusi ne mogu proći i ispuštaju se s otpadnom vodom. Samo molekuli vode i rastvarači manji od 0,0001 mikrometar mogu da prođu.
Sigurnosni filter sadrži filterske uloške sa veličinom pora od 5 μm. Ovi kertridži filtriraju sve čestice veće od 5 μm, štiteći nizvodnu RO membranu, koja je sklona ljuštenju. Uobičajeni tip membrane za reverznu osmozu je poliamidna membrana, konkretno spiralno-namotana kompozitna membrana. Ova vrsta membrane može postići stopu desalinizacije do 99,5%.
Budući da su RO membrane podložne promjenama u pH, zaostalom kloru i temperaturi vode, postavljaju se strogi zahtjevi na kvalitet vode koja dolazi prije rada:
PH: 3~10
Rezidualni hlor: < 0,1 mg/L
SDI15: < 5.0
Temperatura vode: < 45 stepeni
Prekoračenje bilo koje od ovih granica može uzrokovati deformaciju membrane, utjecati na kvalitetu efluenta i skraćivati vijek trajanja membrane. Nadalje, različite vrste membrana imaju različite zahtjeve za kvalitetom vode. Ove zahtjeve treba potvrditi prema uputama proizvođača RO membrana prije puštanja u rad.