กระบวนการออสโมซิสย้อนกลับใช้เมมเบรนกึ่งซึมผ่านได้เพื่อแยกน้ําออกจากสารปนเปื้อน เมมเบรนกึ่งผ่านได้ช่วยให้ผ่านน้ําได้ แต่ความคิด (เช่น Na +, Ca2 +, Cl-) หรือโมเลกุลขนาดใหญ่ (เช่นกลูโคสยูเรียแบคทีเรีย) การแพร่กระจายและออสโมซิสเป็นความร้อนและจะดําเนินต่อไปจนกว่าจะถึงสมดุล ออสโมซิสสามารถชะลอตัวหยุดหรือแม้กระทั่งย้อนกลับหากมีการใช้ความดันเพียงพอกับเมมเบรนจากด้าน 'เข้มข้น' ของเมมเบรน
ออสโมซิสย้อนกลับเกิดขึ้นเมื่อน้ําถูกเคลื่อนย้ายข้ามเมมเบรนเทียบกับการไล่ระดับสีความเข้มข้นจากความเข้มข้นต่ําเพื่อความเข้มข้นที่สูงขึ้น เพื่อแสดงให้เห็นให้จินตนาการถึงเมมเบรนกึ่งผ่านได้ที่มีน้ําจืดอยู่ด้านหนึ่งและสารละลายน้ําเข้มข้นอีกด้านหนึ่ง หากออสโมซิสปกติเกิดขึ้นน้ําจืดจะข้ามเมมเบรนเพื่อเจือจางสารละลายเข้มข้น ในออสโมซิสย้อนกลับความดันจะออกแรงที่ด้านข้างด้วยสารละลายเข้มข้นเพื่อบังคับให้โมเลกุลของน้ําผ่านเมมเบรนไปยังด้านน้ําจืด
มีรูขุมขนขนาดแตกต่างกันของเยื่อที่ใช้สําหรับออสโมซิย้อนกลับ ในขณะที่ขนาดรูขุมขนเล็กทํางานได้ดีกว่าในการกรอง แต่ใช้เวลานานกว่าในการเคลื่อนย้ายน้ํา มันเหมือนกับการพยายามเทน้ําผ่านเครื่องกรอง (รูขนาดใหญ่หรือรูขุมขน) เมื่อเทียบกับการพยายามเทผ่านกระดาษเช็ดมือ (รูเล็ก) อย่างไรก็ตามออสโมซิสย้อนกลับแตกต่างจากการกรองเมมเบรนอย่างง่ายเนื่องจากเกี่ยวข้องกับการแพร่กระจายและได้รับผลกระทบจากอัตราการไหลและความดัน
