Las bacterias son contaminantes microbianos comunes en el agua y su tamaño suele oscilar entre 0,5 y 5 micrómetros. Las membranas de ósmosis inversa, con tamaños de poro de aproximadamente 0,1 nanómetros, son mucho más pequeñas que las bacterias. Las membranas de ósmosis inversa pueden atrapar bacterias directamente mediante un tamizado físico, evitando que pasen a través de los poros de la membrana. Las superficies bacterianas a menudo llevan una carga eléctrica y los materiales de las membranas de ósmosis inversa también pueden poseer alguna carga eléctrica. A través de la interacción de carga, la membrana puede adsorber o repeler aún más las bacterias, mejorando la eficiencia de eliminación.
Los estudios muestran que las membranas de ósmosis inversa generalmente tienen una alta tasa de eliminación de bacterias y pueden reducir significativamente el riesgo de microorganismos en el agua. Es importante señalar que las membranas de ósmosis inversa no son una barrera estéril muy-conocida, pero su alta eficiencia en aplicaciones prácticas ha sido ampliamente validada.