在生物技术领域的应用
膜分离技术广泛应用于生物发酵制药、中成药生产等现代生物技术领域，在抗生素生产、维生素以及氨基酸的生产环节中也较为常见。并且膜分离设备的技术相比传统工艺更加的高效、节能、环保。
在废水处理中的应用
废水是在工业领域中生产来自矿山、冶炼、电解、电镀、医药、颜料、油漆等企业排出，一般都具有毒性。膜分离技术在工业废水深度处理过程中能实现闭路循环，在降低污染的同时变废为宝，实现水资源的综合回用，经济效益与社会效益十分可观。液膜分离可以很好的处理工业废水，有利于环境的可持续发展。
在生活用水处理中的应用
随着生态环境的不断变化和人们对生活品质的不断追求，水处理中采用石英砂过滤、活性炭过滤、反渗透技术、超滤膜处理、纳滤膜技术、微滤技术、紫外消毒工艺等等，在生活水处理中取得了很好的效果。
在海水淡化处理中的应用
所用的海水淡化方法通常有电渗析法、蒸馏法、反渗透法。因为电渗析法和蒸馏法能效较高，非加压吸附反渗透用于海水淡化取得了很大的发展，反渗透膜海水淡化法设备简单、易于维护和设备模块化等优点使其迅速占领市场，且其产业关联度大。
在苦咸水脱盐中的应用
因为我国西部地区严重缺水，而苦咸水淡化是解决缺水的有效途径之一。纳滤是一种低压反渗透技术，在较低的压力下具有较高的脱盐性能。对特定溶质，尤其是苦咸水的表征离子，具有很好的脱盐效果。对苦咸水较多的西部省区，纳滤将是制取优质饮用水的有效途径。而电渗析法运行能耗较高，而且不能有效去除有机物和细菌。而反渗透法则生产成本低、无污染。
