Proces pročišćavanja ultrafiltracijom sličan je postupku pročišćavanja obrnutom osmozom, ali je jedinstveni koji istovremeno omogućava razdvajanje, zguščivanje i pročiščavanje tekućine. Kao i kod obrnute osmoze, ulazni fluid kreće duž površine membrane stvarajući tako dvije manje struje. U takvom fizikalnom procesu razdvajanja struja, sama membrana ne djeluje kao sakupljač iona, molekula ili klorida, već samo kao prepreka gore navedenim  česticama.

Prvi tok je tekućina koja teče kroz membranu i naziva se permeat. Vrsta i količina tvari koja ostaje u permeatu ovisi o svojstvima polupropusne membrane te radnim uvjetima i kvaliteti ulazne tekućine. Drugi tok je onaj koji ne prolazi kroz membrane i naziva se koncentrat.

Ultrafiltracija zbog svog načina djelovanja najčešće nalazi primjenu u prehrambenoj industriji. Tako je zbog očuvanja odličnih svojstava takućine (poput boje, arome, okusa itd.), pročiščavanje voćnih sokova ovom metodom puno eknomičnije od klasičnih. Ova metoda se također pokazala kao idealan postupak za bistrenje vinskog octa, koji je sam po sebi blago mutan zbog niskog sadržaja polisaharida i proteina. Ostale primjene su kod uklanjanja bakterija i virusa iz vina, odrađivanja udjela mliječne masti u mlijeku, uklanjanja uljnih emulzija i dr.

Ostale značajke obrade nanofiltracijom su:

• Visoka učinkovitost i financijska isplativost
• Neprisutnost nepotrebnih kemikalija
• Kontinuirana kvaliteta permeata
• Jednostavnost tehnologije
• Siguran rad i upravljanje