اسمز معکوس ، فرآیند حذف مواد معدنی است که مبتنی بر استفاده از غشاء نیمه‌تراوا ، جهت جداسازی جامدات حل‌شده از مایع می‌باشد. غشاء نیمه‌تراوا به مایع و برخی از یون‌ها اجازه‌ عبور می‌دهد ، اما جامدات حل ‌شده را به توده‌ سیال بازمی‌گرداند. اگرچه می‌توان از مایعات (حلال‌های) زیادی استفاده نمود ، اما کاربرد اصلی RO در سیستم‌های آبی می‌باشد. به‌هرحال ، کلیه‌ مباحث و مثال‌های بعدی مبتنی بر استفاده از آب به‌عنوان حلال مایع می‌باشند.
جهت درک طرز کار RO تصفیه آب، ابتدا لازم است که فرآیند طبیعی اسمز فهمیده شود.

اسمز
اسمز یک فرآیند طبیعی است که در آن ، آب موجود در محلولی که حاوی جامدات حل‌شده با غلظت کم است ، از میان غشاء نیمه‌تراوا عبور می‌کند.
شکل 1 ، تصویر یک ظرف است که توسط غشاء نیمه‌تراوا به دو بخش تقسیم شده است. این غشاء به آب و برخی از یون‌ها اجازه‌ عبور می‌دهد ، اما برای بیشتر جامدات حل‌شده نفوذناپذیر است. یک قسمت از ظرف حاوی محلول با غلظت بالایی از جامدات حل‌شده می‌باشد ، در حالی‌که در بخش دیگر محلول با غلظت کم از جامدات حل‌شده وجود دارد. اسمز یک فرآیند طبیعی است که در آن ، آب از بخشی که حاوی جامدات حل‌شده با غلظت کم است به بخش دیگر که غلظت بالایی از جامدات حل‌شده دارد ، جریان می‌یابد. جریان آب از میان غشاء تا جایی ادامه می‌یابد که غلظت در دو طرف غشاء مساوی شود.
در حالت تعادل ، غلظت جامدات حل‌شده در دو بخش یکسان است ( شکل 2) ، در این هنگام هیچ جریانی بین این قسمت‌ها وجود ندارد. اگرچه ، سطح آب در قسمتی‌که حاوی محلول با غلظت بیشتر بود ، اکنون بالاتر از دیگر قسمت‌ها است.
اختلاف ارتفاع بین دو قسمت مربوط به فشار اسمز محلول است که اکنون در حالت تعادل قرار دارد.
شکل 1 ظرفی که توسط غشاء نیمه‌تراوا به دو بخش تقسیم شده است . آب با استفاده از فرآیند اسمز با عبور از میان غشاء نیمه‌تراوا ، از بخشی که حاوی محلول با غلظت کم است ، به بخش دیگر که حاوی محلول با غلظت بالا است جاری می‌شود.