Arıtmanın en önemli aşamasıdır ve cihazın "ana" filtresi konumunda olan membran yarı geçirgen bir zar gibi hareket eder, bitkilerin topraktan suyu emdiği gibi suyun içerisinden sadece yararlı maddelerin geçmesine izin verir. Tamamen doğaldır.
Yüksek basınçla içinden sadece suyu geçirirken, mikron boyutunda suda var olan zararlı bakterileri, kireci, tortuyu, pası, partikülleri ve ağır metalleri %99.9 oranında arıtır.
Membran, reverse osmosis su arıtma sisteminin beynidir. Membran hücre zarına benzer. Ters osmoz hücresel emilim sırasında görülür.
Az yoğunluktan, çok yoğunluğa sıvı geçişine verilen isimdir. Bu işlem bitki kökleri ile suyun emilmesinin taklit edilmesi ile Membran gözenekleri 8 - 10 angstrom'dur.
Angstrom bir ölçü birimidir ve milimetrenin tam 10 milyonda biridir. Bu kadar küçük gözeneklerden yalnızca moleküler bir geçiş olabilir. Bu moleküllerinde 8 - 10 angstrom'dan küçük olması gerekir. Su molekülleri 5 - 6 angstrom arasındadır ve bu gözeneklerden kolayca geçerler.
Ancak suyun içinde bulunan kaba kirler, erimiş mineraller ve diğer olumsuz unsurlar bu gözeneklerden büyüktürler ve asla suyla beraber geçemezler.