膜分離技術是一種利用特殊薄膜對混合物進行選擇性分離的過程。這種技術基於分子水平上的差異，通過不同粒徑分子的混合物在半透膜（又稱分離膜或濾膜）中的通過來實現分離。半透膜的孔徑大小不同，可以分爲微濾膜（MF）、超濾膜（UF）、納濾膜（NF）、反滲透膜（RO）等。膜分離過程可以採用錯流過濾或死端過濾方式。
膜分離技術的特點包括：
選擇性強：可以根據分子大小或性質進行選擇性分離。
操作過程簡單：不需要複雜的設備或高能耗的操作。
適用範圍廣：可以用於多種物質的分離、濃縮和提純。
能耗低：通常在常溫下進行，適用於熱敏性物質的分離。
保持物質原有性質：由於在常溫下操作，可以保持被分離物質的原有性質，如色、香、味、營養和口感。
膜分離技術自20世紀初出現，20世紀60年代後迅速崛起，成爲當今分離科學中最重要的手段之一。它已廣泛應用於食品、醫藥、生物、環保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等多箇領域，產生了巨大的經濟效益和社會效益。
常用的膜分離方法包括滲析、電滲析、反滲透、超濾等，其中反滲透法在水處理領域中是一種能耗較低的海水淡化方法。膜分離技術不僅適用於有機物和無機物的分離，還適用於生物學病毒、細菌到微粒的分離，以及特殊溶液體系的分離，如大分子與無機鹽的分離及一些共沸物的分離。