Понятие «обратный осмос» показывает обратимость прямого или естественного осмоса, характеризуемого самопроизвольным переходом растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор. Рассмотрим принцип действия прямого и обратного осмоса на графических примерах. Пусть в камере содержится водный раствор неорганических солей, а в камере чистая вода, обе камеры разделены полупроницаемой мембраной, способной пропускать молекулы воды. Начальное состояние системы, в которой реализуется прямой осмотический процесс. Из-за разности концентраций (давлений) молекул воды в различных камерах осуществляется переход молекул воды через полупроницаемую мембрану из камеры в камеру. Объем раствора в камере постоянно увеличивается, сам раствор разбавляется. Разность между концентрацией молекул воды в обеих камерах постепенно уменьшится, тормозя дальнейший перенос молекул воды. Другими словами, уровень воды в камере поднимается до тех пор, пока давление, создаваемое столбом жидкости, не прекратит поступление чистой воды из камеры в камеру. При этом достигается осмотическое равновесие. Величина создаваемого гидравлического давления называется осмотическим давлением раствора в камере. Если в камере создать гидростатическое давление, превышающее осмотическое, то обнаружим, что чистая вода начнет перемещаться в камеру, т. е. в направлении, противоположном описанному выше, и при этом соли будут задерживаться мембраной. Это явление называется обратным осмосом.