通常又称超过滤法，是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐渐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2，蒸馏法的1/40。因此，从1974年起，美日等发达国家先后把发展重心转向反渗透法。反渗透海水淡化技术发展很快，工程造价和运行成本持续降低，主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力，提高反渗透系统回收率，廉价高效预处理技术，增强系统抗污染能力等。
一直以来，将海水进行淡水化处理采用的都是先加热海水，使其蒸发，再将蒸汽冷却后收集起来就成为淡水。这样的处理方法费时较长，且需要很大的场地。目前，已经广泛普及的则是一种被称为逆渗透法的处理方法，它既节省能源，而且无需很大的场地，因而备受注目。什么是逆渗透？为海水淡水化装置制造核心部件逆渗透膜的东丽株式会社的专家告诉我们说:“用可以透过水而盐分却无法透过的薄膜(称为半渗透膜)将两种浓度不同的溶液隔开时，浓度低的溶液中的水分会向浓度高的溶液移动，这种现象称为渗透。而当浓度高的溶液受到比两种溶液间的压力差更大的压力时，就会反之出现浓度高的溶液中的水分向浓度低的溶液移动的现象，这就是逆渗透。”利用这种逆渗透原理，就可以将海水转化为淡水，其脱盐率可达99. 6%。不仅如此，海水中凡大于10埃(1埃==亿分之一厘米）的不纯物质或溶解物都无法渗透，从而保证了淡水的安全性。目前，日本已经采用这种技术，在远离冲绳岛385 公里的南大东岛进行海水淡水化，每天可淡化海水600 吨，供应岛上1 300多居民饮用及使用。而在用水严重不足的冲绳县，也于1997年建成了一座大型的海水淡化设施，据称每天可淡化海水40 000吨，可供10万人使用。海水淡水化虽然可以部分解决用水不足的问题，但是其成本也不容忽视。据介绍，一般日本家庭使用的自 来水每吨约150日元，而经过海水淡水化装置进入水管的水，每吨约300日元，高出一倍。但是考虑到长期断水限水的不便，大概还算便宜的吧。
从海水中取得淡水的过程称谓海水淡化。海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。蒸馏法虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原理如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带咸味的。根据所用能源、设备、流程不同主要可分设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。
海水如何变成淡水，这样够喝吗？教你在荒岛上做淡水