Osmoza je uobičajena pojava u prirodi. Na primjer, ako se krastavac stavi u slanu vodu, izgubit će vodu i skupiti se. Proces ulaska molekula vode iz krastavca u rastvor slane vode je osmoza. Ako se bazen vode podijeli na dva dijela membranom kroz koju mogu proći samo molekuli vode, a čista voda i slana voda se ulije u svaku stranu membrane do iste visine, nakon nekog vremena nivo čiste vode će se smanjiti, dok će se nivo slane vode povećati. Ovaj fenomen migriranja molekula vode kroz membranu u slanu vodu naziva se osmoza. Porast nivoa slane vode nije beskonačan; dostići će tačku ravnoteže na određenoj visini. Pritisak koji predstavlja razlika u nivoima tečnosti kroz membranu u ovoj tački naziva se osmotski pritisak. Veličina osmotskog pritiska direktno je povezana sa koncentracijom slane vode.
Nakon što gornji uređaj dostigne ravnotežu, ako se na površinu slane vode primijeni određeni pritisak, molekuli vode će migrirati sa strane slane vode na stranu čiste vode. Ovaj fenomen migriranja tekućih molekula iz razrijeđene otopine u koncentriranu otopinu pod pritiskom naziva se reverzna osmoza. Ako se na jedan kraj gore-spomenutog uređaja doda slana otopina i na taj kraj se dovede pritisak koji premašuje osmotski pritisak slane vode, na drugom kraju možemo dobiti čistu vodu. Ovo je princip prečišćavanja vode reverznom osmozom. Postoje dva ključna faktora u sistemima reverzne osmoze koji proizvode čistu vodu: selektivna membrana, koja se naziva polu{5}}propusna membrana, i određeni pritisak.
Jednostavno rečeno, polupropusna membrana za reverznu osmozu ima brojne pore, čija je veličina uporediva sa veličinom molekula vode. Budući da su bakterije, virusi, većina organskih zagađivača i hidratizirani joni mnogo veći od molekula vode, ne mogu proći kroz reverznu osmozu polupropusnu membranu i odvojeni su od vode koja prolazi. Među mnogim nečistoćama u vodi, otopljene soli se najteže uklanjaju. Stoga je učinak prečišćavanja vode reverznom osmozom često određen brzinom desalinizacije. Brzina desalinizacije reverzne osmoze uglavnom zavisi od selektivnosti polupropusne membrane za reverznu osmozu. Elementi membrane za reverznu osmozu visoke{8}}selektivnosti mogu postići stopu desalinizacije do 99,7%.
