水處理膜是具有選擇性分離功能的材料。利用水處理膜的選擇性分離實現污水的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離。它與傳統過濾的不同在于水處理膜可以在分子范圍內進行分離,并且這過程是一種物理過程,不需發生相的變化和添加助劑。
水處理膜的孔徑一般為微米級,依據其孔徑的不同(或稱為截留分子量),可將水處理膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜,根據材料的不同可分為無機膜和有機膜,無機膜主要還只有微濾級別的膜,主要是陶瓷膜和金屬膜。有機膜是由高分子材料做成的,如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等。