En membranseparationsoperation, hvori et opløsningsmiddel adskilles fra opløsningen med en trykforskel som drivkraft. Tryk påføres membranets materiale, og når trykket overskrider dets osmotiske tryk, vil opløsningsmidlet vende omvendt retning af den naturlige permeation. Således opnås et gennemsyret opløsningsmiddel, dvs. en gennemsyret væske, på membranets lavtryksside; og en koncentreret opløsning, dvs. en koncentreret væske, opnås på højtrykssiden. Hvis havvandet behandles med omvendt osmose, opnås ferskvand på membranets lavtryksside, og saltvand opnås på højtrykssiden.
Det samme volumen fortyndet opløsning (såsom ferskvand) og koncentreret opløsning (såsom havvand eller saltvand) blev anbragt på begge sider af en beholder, midten med semipermeabel membranbarriere, fortyndet opløsning af opløsningsmidlet vil naturligt gennem den semipermeable membran, væskens side af opløsningssiden vil væskeniveauet på opløsningssiden være højere end væskeniveauet af den fortyndede opløsning for at danne en trykforskel for at nå den osmotiske ligevægtstilstand. Denne trykforskel er det osmotiske tryk. Størrelsen af det osmotiske tryk bestemmes af koncentrationen Arter, koncentration og temperatur uafhængig af beskaffenheden af den semipermeable membran. Hvis et tryk, der er større end det osmotiske tryk, påføres på den koncentrerede opløsningsside, strømmer opløsningsmidlet i den koncentrerede opløsning til den fortyndede opløsning, og opløsningsmidlets strømningsretning er modsat den for den oprindelige infiltration. Denne proces kaldes omvendt osmose.
