Обратный осмос используется в различных технологиях очистки воды от примесей, в том числе для опреснения морской воды и очищения питьевой воды для различных целей, с начала 1970-х годов.

В системах очистки воды обычно используется синтетические полупроницаемые мембраны. Мембрана задерживает высокомолекулярные загрязнители, но пропускает низкомолекулярные вещества, например такие газы как кислород, хлор, углекислый газ, которые могут определять вкус воды. Поэтому вода получается практически дистиллированная, но сохраненяет вкусовые качества родниковой воды.

В результате прохождения воды через фильтры системы обратного осмоса она избавляется от 99,9% примесей: железа, аммиака и аммонийных солей, нитратов, нитритов, фторидов, сульфатов, хлоридов, бикарбонатов, кальция, магния, связанного остаточного хлора, кремния, натрия остаточного алюминия. Кроме того, благодаря действию фильтров обратного осмоса значительно снижается общая жесткость воды, приводящая к образованию накипи во время кипяче