超過濾的分離機理是篩分分子級的物質(zhì)，即它可截留溶液中溶解的大分子物質(zhì)，而透過小分子物質(zhì)。截留的粒徑范圍是1-20nm，相當(dāng)于相對分子質(zhì)量為300-300000的各種蛋白質(zhì)分子。理想的超濾膜分離是篩分過程，在壓力推動下，進(jìn)料液中的溶劑和小分子溶質(zhì)透過膜進(jìn)入產(chǎn)水側(cè)，溶液中的大分子物質(zhì)、膠體、蛋白質(zhì)等被超濾膜截留濃縮。在超濾膜分離過程中，膜的孔徑大小和膜表面的化學(xué)性質(zhì)起著不同的截留作用。

超濾在工業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用，近幾年超過濾在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。
超濾的用途：1、分離精制方面。2、溶液濃縮;特別是在食品工業(yè)中，超濾可以用于干酪乳清的分離濃縮，大豆乳清的蛋白質(zhì)回收，橘子汁澄清、梅汁澄清、蘋果汁澄清、原漿酒的制造、醬油制造等，有熱酸性問題的領(lǐng)域中代替過去的加熱濃縮法，實用化發(fā)展很快。3、高純水處理：主要去除水中的細(xì)菌、微生物、大分子雜質(zhì)及微粒等。4、水處理工程中；近幾年來，國內(nèi)用水量日益增長，超濾技術(shù)在水資源重復(fù)利用方面得到了迅猛的發(fā)展。超濾所分離的組分直徑為0.005-10um，一般相對分子質(zhì)量大于500的大分子和膠體，這種液體的滲透壓力很小，可以忽略。因而操作壓力較小（一般為0.1-0.5MPa）、透水量大[透水速率為0.5-5.0m³/（㎡.d)]、在水處理工程中主要是用的運行費用較低的中空超濾纖維膜。

超濾膜：超濾膜是有機高分子聚合物制成的多孔膜，有兩種類型：均值和非均值的。均值膜為無定向結(jié)構(gòu)，膜內(nèi)通道易曲折，透水速率較低，對溶質(zhì)的選擇透過性差。非均值膜具有非對稱結(jié)構(gòu)，致密表層厚度小于0.1um，孔徑均勻，排列有序。海綿狀地層厚度為200-250um，結(jié)構(gòu)疏松，孔徑大、流動阻力小，****了高的透水速率。超過濾膜的分離特性主要取決于表層上的孔徑的大小、孔徑的分布、開孔密度和孔隙率。
常用的超濾膜材料有：醋酸纖維素、即酰胺、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚酰亞胺、聚碳酸酯等。