فیلتر ممبران در مرحله 4 تصفیه آب اقدام به تصفیه ی بیشتر آلاینده های درون آب میکند. اما عملکرد فیلتر ممبران را میتوان در دو بخش خلاصه کرد. یک بخش فیزیکی به این معنا که فیلتر ممبران به عنوان یک مانع فیزیکی از عبور ناخالصی ها جلوگیری میکند. اندازه سوراخ های ریز ممبران چیزی در حدود 0.0001 میکرون است.