Filtrasyon, filtre ortamı kullanılarak yapılan bir ayırma yöntemidir. Filtreler tipik olarak yaklaşık 1 mikron kadar küçük parçacıkları giderebilir ancak bazı çözünmüş kimyasalları gideremez. Ultrafiltrasyon, içi boş fiber membranlara dayanan bir filtreleme yöntemidir. Ultrafiltrasyon membranları, genellikle 0,01 ila 0,1 mikron arasında çok küçük gözenek boyutlarına sahiptir ve daha küçük parçacıkları ve mikroorganizmaları, hatta virüsleri ve bakterilerin çoğunu filtreleyebilir.

Ultrafiltrasyon su arıtma sistemleri, suyu arıtmak için içi boş fiberlerin veya tabaka membranların mekanik filtrelenmesini kullanır. Bu membranlar, sudaki son derece küçük parçacıkları ve mikroorganizmaları filtreleyerek suyu daha saf hale getiren mikro gözeneklere sahiptir.

Ultrafiltrasyon membranları, ultrafiltrasyon işleminin performansını önemli ölçüde etkileyebilecek NOM (biyolojik olarak parçalanamayan organik madde) ile kirlenebilir. NOM kirliliği, ultrafiltrasyon membranının gözeneklerinin tıkanmasına, filtreleme verimliliğinin azalmasına ve temizlik ve bakım sıklığının ve maliyetinin artmasına neden olacaktır.