從上世紀50年代開始，隨著有機高分子化學的發展，出現了以高分子有機分離膜為代表的膜分離技術，它具有分離效率高，能耗低，操作簡單等優點，取得了長足發展，已經成為分離提純的主要手段。根據分離精度和驅動力的不同，膜分離的種類可分為以下幾種：
膜的種類 | 膜的功能 | 分離驅動力 | 透過物質 | 被截流物質 |
| 微濾 | 多孔膜、溶液的微濾、脫微粒子 | 壓力差 | 水、溶劑和溶解物 | 懸浮物、細菌類、微粒子、大分子有機物 |
| 超濾 | 脫除溶液中的膠體、各類大分子 | 壓力差 | 溶劑、離子和小分子 | 蛋白質、各類酶、細菌、病毒、膠體、微粒子 |
| 反滲透和納濾 | 脫除溶液中的鹽類及低分子物質 | 壓力差 | 水和溶劑 | 無機鹽、糖類、氨基酸、有機物等 |
| 透析 | 脫除溶液中的鹽類及低分子物質 | 濃度差 | 離子、低分子物、酸、堿 | 無機鹽、糖類、氨基酸、有機物等 |
| 電滲析 | 脫除溶液中的離子 | 電位差 | 離子 | 無機、有機離子 |
| 滲透氣化 | 溶液中的低分子及溶劑間的分離 | 壓力差、濃度差 | 蒸汽 | 液體、無機鹽、乙醇溶液 |
| 氣體分離 | 氣體、氣體與蒸汽分離 | 濃度差 | 易透過氣體 | 不易透過液體 |
圖中分別給出了按分離原理和按被分離物質的大小區分的分離膜種類，從中可以看出，除了透析膜主要用于醫療用途以外，幾乎所有的分離膜技術均可應用于任何分離、提純和濃縮領域。反滲透和納濾作為主要的水及其它液體分離膜之一，在分離膜領域內占重要地位。
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