待過濾的水進入超濾膜管，在膜兩側水壓差的作用下，膜表面的小孔密集到0.01，使小分子有益物質滲透到出水口的另壹端，成為凈化水。不合格的物質或分子量大不能通過的物質會留在膜的壹側。從而達到溶液凈化、分離和濃縮的目的。
其實超濾膜的原理並不復雜。超濾過程中，截留的雜質會停留在膜表面，產生濃差極化現象。當膜表面的雜質濃度達到壹定程度時，會形成壹層，使膜的透水性急劇下降，在壹定程度上影響超濾的應用。因此，有必要研究確定最佳工藝和操作條件，最大限度地減少濃差極化的影響，使超濾成為可靠的反滲透預處理方法。
超濾膜的結構:
超濾膜的結構可分為對稱型和非對稱型。前者為各向同性，無皮層，各個方向孔隙相同，屬於深層過濾；後者有致密的表層和指狀的底層，表層厚度為0.1微米以下，並有有序的微孔，底層厚度為200 ~ 250微米，屬於表面過濾。工業上使用的超濾膜壹般是不對稱膜。超濾膜的膜材料主要有纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚碸、聚丙烯腈、聚酰胺、聚碸酰胺、磺化聚碸、交聯聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等。
超濾膜還可分為板框式、管式、卷式和中空纖維式。