超滤是利用多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定大小的杂质颗粒。在压力驱动下，溶液中水、有机低分子、无机离子等尺寸小的物质可通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧，溶液中菌体、胶体、颗粒物、有机大分子等大尺寸物质则不能透过纤维壁而被截留，从而达到筛分溶液中不同组分的目的。该过程为常温操作，无相态变化，不产生二次污染。
超滤直饮水设备就是以超滤膜为核心产品对水质进行过滤。产出来的水就是我们通常所说的矿泉水。超滤设备是围绕超滤膜而组织成的一套水处理系统，一套完整的超滤系统分别由预处理部分、超滤主机（膜过滤部分）、后处理部分共同组成。
一、预处理常常由石英沙过滤装置，活性碳过滤装置，精密过滤装置组成，直饮水设备的沙罐及碳罐大都采用不锈钢产品，保证用水卫生，主要目的是去除原水中含有的泥沙、铁锈、胶体物质、悬浮物，色素、异味、生化有机物，降低水的余氨值及农药污染等有害的物质。如果原水中钙镁离子含量较高时，还需增加软水装置，主要目的在于保护后级的反渗透膜不受大颗粒物质的破坏，从而延长反透膜的使用寿命。
二、超滤主机主要由增压泵，膜壳，反渗透膜，控制电路等组成，是整个水处理系统中的核心部分，产水水质的好坏最主要也取决该部分。
三、后处理部分主要是对超滤主机制取的纯水作进一步的处理，超滤设备用来制备矿泉水必须配备后置杀菌装置，例如紫外线杀菌灯或者臭氧发生器，从而使制备出来的水可以直接饮用。