Systemy odwróconej osmozy opierają się na zjawisku istnienia różnicy ciśnienia między cieczami o odmiennych stężeniach rozdzielonymi błoną półprzepuszczalną. Jest to tak zwane ciśnienie osmotyczne. Z uwagi na w miarę niewielkie dysproporcje ciśnień w zjawisku odwrócona osmoza opiera się na zjawisku odwrotnym, w którym występuje zewnętrzne źródło ciśnienia czyli ciśnienie z wodociągu. W procesie tym występuje przesączanie płynu o mocniejszym stężeniu zanieczyszczeń do wody z słabszym stężeniem. W taki sposób otrzymujemy niezmiernie dużą dokładność filtracji. W filtrach RO odfiltrowywane są niepożądane substancje takie jak m.in.: żelazo, mangan, twardość ale także bakterie chorobotwórcze.

Jakość wody wynikowej podobna jest do wody demineralizowanej (przewodność kilkunastu micro Siemensów na centymetr kwadratowy). Niezmiernie często w celach spożywczych instaluje się dopełniające mineralizatory KlarsanC, które uzupełniają mikroelementy usunięte w trakcie przenikania wody poprzez membranę osmotyczną. Defektami systemu odwróconej osmozy są przede wszystkim spory odrzut oczyszczanej wody (minimum 50%, nawet przy stosowaniu pomp podnoszących ciśnienie) oraz stosunkowo niska efektywność (i dlatego też często do systemów osmotycznych dodaje się zbiorniczki buforowe przechowujące uzdatnioną wodę). W chwili obecnej filtry wody oparte na zjawisku filtracji RO są niesamowicie popularne, a ponadto występują w szerokim zakresie wydajności.