Filtry osmotyczne opierają się na zjawisku występowania różnicy ciśnienia pomiędzy cieczami o odmiennych stężeniach odseparowanymi błoną w połowie przepuszczalną. Jest to mówiąc fachowo ciśnienie osmotyczne. Ze względu na w miarę nieznaczne zróżnicowanie ciśnień w zjawisku odwrócona osmoza opiera się na procesie odwrotnym, w którym istnieje zewnętrzne źródło ciśnienia (ciśnienie sieci wodociągowej). W procesie filtracji występuje przesączanie płynu z wyższym stężeniem zabrudzeń do wody z słabszym stężeniem. I tak otrzymujemy niesamowicie dużą dokładność filtracji. W filtrach RO filtrowane są szkodliwe substancje takie jak na przykład: mangan, żelazo, twardość lecz też groźne bakterie.

Jakość wody wynikowej bliska jest wodzie demineralizowanej (przewodność kilkunastu mikro Siemensów na centymetr kwadratowy). Bardzo często w celach spożywczych instaluje się dopełniające wkłady mineralizujące, które uzupełniają mikroelementy wyfiltrowane podczas przenikania wody poprzez membranę osmotyczną. Wadami systemu RO jest głównie spory odrzut uzdatnianej wody (minimum 50%, nawet przy zastosowaniu pomp podnoszących ciśnienie) oraz stosunkowo niska efektywność (dlatego też często do systemów odwróconej osmozy dodawane są zbiorniczki buforowe magazynujące uzdatnioną wodę). Obecnie filtry do wody oparte na zjawisku filtracji RO są bardzo popularne i występują w bardzo dużym zakresie wydajności.