Wasser ist die Summe unendlich vieler aus Wasserstoff und Sauerstoff gebildeter Moleküle. Sie sind die kleinsten bekannten Moleküle und besitzen hervorragende Lösungseigenschaften. Als halbdurchlässige Membran bezeichnet man eine Haut, die zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte voneinander trennt, aber die dünnflüssigere als Lösungsmittel zur dickflüssigeren passieren läßt, die sich dadurch im Sogeffekt verdünnt. Dieser Vorgang wird Osmose genannt und ist die Basis des Stoffwechsels jeder organischen Körperzelle.
Kehrt man den Vorgang um und drückt konzentrierte wässrige Lösung (z.B. mit Inhaltsstoffen befrachtetes Wasser) an der Membrane vorbei, lösen sich einzelne Wassermoleküle aus den Molekülverbänden heraus. Von den vorher befrachteten Stoffen und eingelösten Substanzen befreit wandern sie in die benachbarte Kammer, so gut wie reines Wasser ist gewonnen. Dieser Vorgang wird Umkehr-Osmose genannt.
In unseren Umkehrosmosegeräten arbeiten Vorfilter, Membranen und Nachfilter zur Reinigung des Wassers.
Die Vorfilter entfernen grobe Verschmutzungen wie Sand, Haare, Hefepilze oder Rost. Die Membranen entfernen Verunreinigungen wie Pollen, Bakterien, rote Blutkörperchen, Kolloide, Viren, organische Riesenmoleküle, organische Substanzen, Nitrat, Atrazin, Kalk, Pestizide, chem. Lösungsmittel, gelöste zweiwertige Salze (mit Kalzium, Schwefel, Kohlenstoff, Eisen, Mangan), Schwermetalle. Auch Hormone und ungelöste Salze werden mit dem Rest des Leitungswassers weggespült. Die Nachfilter verbessern Geschmack, Geruch und Farbe des Trinkwassers.