เทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลโดยใช้เมมเบรน-แสดงโดยการรีเวอร์สออสโมซิส หลักการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้แรงดันสูงเพื่อขับน้ำทะเลผ่านเมมเบรนกึ่ง-ที่ซึมเข้าไปได้ เพื่อแยกโมเลกุลของน้ำออกจากไอออนของเกลือ เนื่องจากแรงดันออสโมติกสูงของน้ำทะเล ระบบจึงต้องใช้ปั๊มแรงดันสูง-เพื่อให้แรงดันเพียงพอ (โดยทั่วไปคือ 5–8 MPa) พร้อมด้วยวัสดุเมมเบรนที่มีอัตราการแยกเกลือออกจาก-สูง- (เช่น เมมเบรนโพลีเอไมด์คอมโพสิต) ข้อดีของเทคโนโลยีนี้คือการใช้พลังงานค่อนข้างต่ำและมีโมดูลระบบที่แข็งแกร่ง ทำให้เป็นเทคโนโลยีกระแสหลักที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก
เทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลด้วยความร้อนส่วนใหญ่ประกอบด้วย-การระเหยแบบแฟลชหลายขั้นตอน (MSF) และการกลั่นแบบหลายขั้นตอน (MED) เทคโนโลยีเหล่านี้ให้ความร้อนแก่น้ำทะเลเพื่อให้กลายเป็นไอ จากนั้นควบแน่นให้เป็นน้ำจืด ทำให้เกิดการแยกน้ำเกลือ MSF ปรับปรุงประสิทธิภาพผ่านการระเหยแบบแฟลชด้วยแรงดันหลาย-ระดับลดลง- ในขณะที่ MED ใช้เครื่องระเหยแบบหลายระดับ-เพื่อนำพลังงานความร้อนกลับมาใช้ใหม่ เทคโนโลยีความร้อนเหมาะสำหรับการรวมเข้ากับความร้อนเหลือทิ้งของโรงไฟฟ้าหรือความร้อนเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรม แต่มีการใช้พลังงานสูงและต้องใช้อุปกรณ์ขนาดใหญ่-
เทคโนโลยีเกิดใหม่อื่นๆ ได้แก่ อิเล็กโทรไดอะลิซิส การฟอร์เวิร์ดออสโมซิส และกระบวนการไฮบริด การฟอกไตด้วยไฟฟ้าใช้สนามไฟฟ้าเพื่อขับไอออนผ่าน-เยื่อแลกเปลี่ยนไอออนเพื่อแยกออกจากกัน ทำให้เหมาะสำหรับการบำบัดน้ำที่มีความเค็มต่ำ- ฟอร์เวิร์ดออสโมซิสใช้ความแตกต่างของแรงดันออสโมติกเพื่อขับเคลื่อนการอพยพของน้ำ กระบวนการแบบไฮบริดผสมผสานวิธีการเมมเบรนเข้ากับวิธีการระบายความร้อนหรือเทคโนโลยีการปรับสภาพล่วงหน้า เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความเสถียรโดยรวม
ในระดับวิศวกรรมระบบ เทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลยังรวมถึงเทคโนโลยีการบำบัดล่วงหน้าและการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ที่สำคัญอีกด้วย ตัวอย่างเช่น วิธีการปรับสภาพล่วงหน้า เช่น การกรองทรายและการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันช่วยลดภาระการเปรอะเปื้อนและยืดอายุเมมเบรน อุปกรณ์นำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ (ERD) ช่วยกู้คืนพลังงานความดันของน้ำเกลือเข้มข้น ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานในการปฏิบัติงานได้อย่างมาก โดยรวมแล้ว เทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลเป็นระบบบำบัดน้ำแบบครบวงจรที่มีศูนย์กลางอยู่ที่รีเวอร์สออสโมซิส และเสริมด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานร่วมกันของกระบวนการต่างๆ