El filtrado por membranas tiene como objetivo igual que los filtros de lecho profundo, remover microorganismos y otras partículas del agua, sin embargo en este caso el material filtrante es una delgada película sintética con menos de 1mm de espesor, el material contiene diminutos poros a través de los cuales puede pasar el agua, pero las partículas quedan atrapadas en la superficie del material debido a su tamaño. algunos ejemplos pueden ser microfiltración, nanofiltración, ultrafiltración.