Im Unterschied zu dem Verfahren der Teilentsalzung kann durch die Umkehrosmose reines Nutzwasser gewonnen werden. Sie bietet eine Vollentsalzung des Wassers. Hier wird mit dem umgekehrten Druck des Osmoseprozesses gearbeitet. Das Wasser wird durch eine halbdurchlässige (semipermeable) Umkehrosmose-Membran gepresst. Dabei werden Unreinheiten herausgefiltert und nur das reine Wasser passiert die Membran.

Aufbereitet mit einer Umkehrosmose, wird dem Wasser bis zu 99 Prozent der enthaltenen Fremdstoffe entzogen. Hierbei handelt es sich um Schmutzpartikel, Verunreinigungen, Salze, Mineralien etc. Dabei können auch kleinste Partikel wie Asbest, Kleinstorganismen, Blei, Quecksilber, Trübstoffe oder flüchtige organische Substanzen entfernt werden. Das behandelte Wasser ist nun von hohem Reinheitsgrad. So wird etwa auch Kalk, der die Lebensdauer von Haushalts- und Gastronomiegeräten verkürzt und Gläser und Geschirr unschön aussehen lässt, entfernt. Die Verwendung einer Umkehrosmoseanlage ist außerdem kostengünstig und praktisch, da das Wasser dort entsteht, wo es letztendlich verbraucht wird. Auch bei Lebensmittelanwendungen erhält man optimierte Geschmacks- und Geruchsergebnisse.

Die Anwendungsgebiete der Umkehrosmose oder RO, wie die englische Bezeichnung Reverseosmosis auch oft abgekürzt wird, sind vielfältig. So wird sie etwa zur Meerwasserentsalzung oder Abwasserreinigung genutzt, für Anwendungen in der Pharma- oder Kosmetikindustrie, in der Gastronomie, im Haushalt oder in der Medizintechnik, beispielsweise zur Reinstwassergewinnung bei der Nutzung von Dialysegeräten.