Se trata de un proceso de filtración de membrana que se elimina sólidos suspendidos, bacterias, virus, endotoxinas y más para producir agua de alta pureza con una baja densidad de sedimentos. Pueden retener partículas de 0.001 – 0.1 µm micras en un fluido.
La ultrafiltración utiliza la presión hidrostática para forzar el agua a través de una membrana semi-permeable. El tamaño de los poros es generalmente 103-106 Daltons. La ultrafiltración puede utilizar membranas espirales que utilizan la separación de flujo cruzado, membranas de fibra hueca, o desde el exterior, en el uso de un vacío para purificar el agua. Las membranas eliminan partículas muy pequeñas, tales como organismos resistentes al cloro, bacterias, orgánicos, sedimentos, solutos de alto peso molecular y otros sólidos en suspensión.