El fenómeno de la ósmosis se produce cuando el agua pura pasa de la solución salina diluida a través de la membrana a una solución salina más concentrada.

Una membrana semipermeable se sitúa entre los dos compartimentos. «Semipermeable» significa que la membrana es permeable a algunos elementos, y no permeable a otros. Debe considerarse que esta membrana es permeable al agua, pero no a la sal. Por ello, se dispone una solución con sal en un compartimento y agua pura en el otro. La membrana permitirá que el agua permee a través de los dos lados. Sin embargo, la sal no atravesará la membrana.

Siguiendo una regla fundamental de la naturaleza, este sistema intenta alcanzar el equilibrio. Esto es, intenta conseguir la misma concentración en los dos lados de la membrana. La única manera posible de alcanzar el equilibrio es que el agua pase del compartimento de agua pura al compartimento que contiene sal, para diluir la solución con sal.

Si se aplica una fuerza en esta columna de agua, puede invertirse la dirección del flujo de agua a través de la membrana. Esta es la base del término ósmosis inversa. Tenga en cuenta que este flujo inverso produce agua pura desde la solución salina, ya que la membrana no es permeable a la sal.