反渗透膜过程的原理是基于压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。这一过程与自然渗透的方向相反，因此被称为反渗透。具体来说，通过在膜的一侧施加压力，当这个压力超过溶液的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向进行反向渗透。这样，在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；而在高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。如果使用反渗透处理海水，则在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。

反渗透膜的孔径非常小，大约为头发丝的一百万分之一（0.0001微米），这使得细菌、病毒等大分子无法通过，而只有水分子及部分矿物离子能够通过。这种选择性透过性使得反渗透膜能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等，从而实现对水的净化和纯化。

反渗透膜过程的原理还涉及到溶解度的差异及溶质和溶剂在膜相中扩散性的差异，这些因素影响着他们通过膜的能量大小。具体过程包括溶质和溶剂在膜的料液侧表面外吸附和溶解、在化学位差的推动下以分子扩散方式通过反渗透膜的活性层，以及在膜的透过液侧表面解吸。由于膜的选择性，使气体混合物或液体混合物得以分离。物质的渗透能力不仅取决于扩散系数，并且决定于其在膜中的溶解度