Die Membran besteht aus mehreren dünnen Schichten oder Folienblättern, die miteinander verbunden und spiralförmig um einen Kunststoffschlauch gerollt sind, der auch als Dünnschichtverbund- oder TFC-Membran bezeichnet wird.
Das Material der Membran ist semipermeabel: Es lässt Wassermoleküle durch und fungiert gleichzeitig als Barriere für gelöste Feststoffe (z. B. mineralische chemische Verunreinigungen). Wenn der Speisewasserstrom über die Membranoberfläche strömt, dringen die Moleküle in die Membranoberfläche ein, umrunden die Spirale und sammeln sich im Mittelrohr.
Die verbleibenden Verunreinigungen werden konzentriert und von der Membranoberfläche in den Abfluss gespült.