Apgrieztās osmozes darbības pamatprincips ir šāds: īpaši izstrādāts augstspiediena ūdens sūknis saspiež neapstrādātu ūdeni līdz 6–20 kg, liekot tam izplūst cauri reversās osmozes membrānai, kuras poru izmērs ir tikai 0,0001 mikrometrs. Ķīmiskie joni, baktērijas, sēnītes un vīrusi nevar iziet cauri un tiek izvadīti kopā ar notekūdeņiem. Caur drīkst iziet tikai ūdens molekulas un šķīdinātāji, kas ir mazāki par 0,0001 mikrometru.
Drošības filtrā ir filtra kasetnes ar poru izmēru 5 μm. Šīs kasetnes filtrē visas daļiņas, kas lielākas par 5 μm, aizsargājot pakārtoto RO membrānu, kas ir pakļauta mērogošanai. Parasti izmantotais reversās osmozes membrānas veids ir poliamīda membrāna, jo īpaši spirālveida-saliktā membrāna. Šāda veida membrāna var sasniegt atsāļošanas ātrumu līdz 99,5%.
Tā kā RO membrānas ir jutīgas pret pH, atlikušā hlora un ūdens temperatūras izmaiņām, pirms ekspluatācijas tiek izvirzītas stingras prasības ieplūstošā ūdens kvalitātei:
PH: 3-10
Atlikušais hlors: < 0,1 mg/l
SDI15: < 5,0
Ūdens temperatūra: < 45 grādi
Jebkuras no šīm robežām pārsniegšana var izraisīt membrānas deformāciju, ietekmējot notekūdeņu kvalitāti un saīsinot membrānas kalpošanas laiku. Turklāt dažāda veida membrānām ir atšķirīgas ieplūstošā ūdens kvalitātes prasības. Pirms nodošanas ekspluatācijā šīs prasības ir jāapstiprina saskaņā ar RO membrānas ražotāja sniegtajām instrukcijām.